KR101534120B1

KR101534120B1 - Ball end mill and insert

Info

Publication number: KR101534120B1
Application number: KR1020157012166A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 기우치; 요시미쓰 나가시마; 요시유키 고바야시; 유키 하야시
Original assignee: 미츠비시 히타치 쓰루 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-07-09
Also published as: JP5614511B2; EP2907608A1; US20150258617A1; CN104703737A; JPWO2014057783A1; EP2907608A4; EP2907608B1; MY177341A; IN2015DN02461A; WO2014057783A1; KR20150055118A; US9868161B2; CN104703737B

Abstract

엔드밀 본체의 선단부(先端部)에, 정면에서 볼 때 S자형으로 만곡되어 가장 선단(先端)으로부터 가장 외주점까지 연장되는 원호형 절삭 날과, 원호형 절삭 날에 매끄럽게 연결되는 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날과, 원호형 절삭 날의 회전 방향 전방의 볼록 곡면형 경사면(rake face)을 가지는 볼 엔드밀로서, 원호형 절삭 날의 방사(放射) 방향 경사각(rake angle)이 β<α≤γ(단, α는 방사 각도가 5°에서의 방사 방향 경사각이며, β는 방사 각도가 90°에서의 방사 방향 경사각이며, γ는 원호형 절삭 날의 회전 방향의 가장 볼록한 점에서의 방사 방향 경사각)의 조건을 만족시키고, 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각의 최대값이 12∼40 °의 방사 각도의 범위 내에 있고, 또한 방사 방향 경사각이 회전 방향의 가장 볼록한 점으로부터 가장 외주점에 걸쳐 연속적으로 감소하는 볼 엔드밀.Shaped cutting edge curved in an S-shape when viewed from the front and extending from the tip end to the outermost peripheral point, and a torsion-like shape smoothly connected to the arcuate cutting edge, A ball end mill having an outer peripheral cutting edge and a convex surface rake face in front of a rotational direction of an arcuate cutting edge, wherein a radial direction rake angle of the arcuate cutting edge is β < (Where? Is a radial inclination angle at a radial angle of 5 degrees,? Is a radial inclination angle at a radial angle of 90 degrees, and? Is a radial inclination angle at the most convex point in the rotational direction of the arcuate cutting edge) And the maximum value of the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is within the range of the radiation angle of 12 to 40 占 and the radial inclination angle is in the range from the most convex point to the most circumferential point Ball end mill reduced.

Description

BALL END MILL AND INSERT < RTI ID = 0.0 >

본 발명은, 피삭재(被削材)의 3차원 마무리 가공에 바람직한 일체적 또는 날끝 교환식 볼 엔드밀, 및 날끝 교환식 볼 엔드밀에 장착하는 인서트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integral or interchangeable ball end mill suitable for three-dimensional finishing of a workpiece (work material), and an insert mounted on an interchangeable ball end mill.

금형 등의 피삭재에 평면 및 곡면을 포함하는 3차원 가공을 행하기 위해 종래부터 볼 엔드밀이 사용되고 있다. 볼 엔드밀을 사용한 피삭재의 3차원 마무리 가공에서 양호한 가공면 거칠기로 만들기 위하여, 공구와 피삭재의 사이에 계속적으로 발생하는 진동을 억제하는 동시에, 절삭 칩의 배출성을 향상시켜, 절삭 날에 치핑이나 결손(缺損)이 발생하지 않도록 할 필요가 있다. 이를 위해서는, 볼 엔드밀의 원호형 절삭 날의 경사각(rake angle)이 중요하다. 이에 따라, 종래부터 원호형 절삭 날의 경사각에 관한 각종 제안이 이루어지고 있다.Ball end mills have conventionally been used to perform three-dimensional machining including plane and curved surfaces on workpieces such as dies. In order to obtain a good machined surface roughness in the three-dimensional finishing of the workpiece using the ball end mill, the vibration generated continuously between the tool and the workpiece is suppressed and the dischargeability of the cutting chip is improved. It is necessary to prevent defects from occurring. For this purpose, the rake angle of the arcuate cutting edge of the ball end mill is important. Accordingly, various proposals concerning the inclination angle of the arc-shaped cutting edge have been made conventionally.

일본공개특허 평10-80815호는, 경사각을, 외주(外周) 절삭 날 근방에서는 절삭 날 강도를 강화하기 위해 -2°∼-20°로 설정하고, 축심 근방에서는 절삭 칩 배출성을 양호하게 하기 위해 0°∼＋10°로 설정한, 금형 등의 3차원 곡면 가공에 적절한 볼 엔드밀을 개시하고 있다. 구체적으로는, 가장 선단(先端) 근방의 경사각을 ＋3°로 하고, 외주 절삭 날 근방의 경사각을 -10°로 한 예를 기재하고 있다. 그러나, 이 절삭 날의 가장 돌출 위치에서의 경사각이 마이너스(-)이므로, 피삭재의 고정밀도의 마무리 절삭 가공에서의 절삭성이 뒤떨어지는 문제가 있다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-80815 discloses a method of setting the inclination angle to -2 ° to -20 ° in order to strengthen the cutting edge strength in the vicinity of the outer circumferential cutting edge, A ball end mill suitable for three-dimensional curved surface machining such as a mold, which is set to 0 deg. To + 10 deg. Specifically, an example in which the inclination angle in the vicinity of the tip end is + 3 degrees and the inclination angle in the vicinity of the outer cutting edge is -10 degrees is described. However, since the inclination angle at the most protruding position of the cutting edge is negative (-), there is a problem that the machinability in the finishing cutting process of the workpiece is poor.

일본공개특허 제2008-110437호는, 볼 날 및 외주 날을 가지고, 볼 날의 법선 방향 경사각이 R10°에서 -5°∼-15°, R50°∼R70°의 범위에서 -5°∼＋3°이며 또한 피크를 가지고, R90°에서 -10°∼0°이며, 이러한 볼 날 전체의 치핑을 억제하여 장수명으로 한 CBN 볼 엔드밀을 제안하고 있다. 볼 날의 법선 방향 경사각의 구체예는, R10°에서 -10°, R60°에서 0°에서 피크이며, 또한 R90°에서 5°이며, R10°로부터 R60°에 걸쳐 점차 플러스 방향으로 변화되고, R60°로부터 R90°에 걸쳐 점차 마이너스 방향으로 변화한다. 그러나, 이 볼 엔드밀은, 법선 방향 경사각이 R50°∼R70°의 범위에서 피크이며, 또한 R90°보다 R10°쪽이 법선 방향 경사각이 마이너스 측으로 크기 때문에, 피삭재의 고정밀도의 마무리 절삭 가공에서의 절삭성이 뒤떨어지는 문제가 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-110437 discloses a ball bearing having a ball blade and an outer peripheral blade and having an inclination angle in a normal direction of the ball blade of -5 ° to -15 ° at R10 ° and -5 ° to + 3 ° in a range of R50 ° to R70 ° And has a peak at -90 ° to -90 ° in R90 °. This CBN ball end mill is proposed in which chipping of the entire ball blade is suppressed to prolong the life. A specific example of the normal direction inclination angle of the ball blade is a peak at -10 deg. At R10 deg., 0 deg. At R60 deg., And 5 deg. At R90 deg., Gradually changing from R10 deg. To R60 deg. To < RTI ID = 0.0 > R90. &Lt; / RTI > However, since the ball end mill has a peak in the normal direction inclination angle in the range of R50 DEG to R70 DEG and a normal direction inclination angle in the R10 DEG direction is larger than the R90 DEG in the minus side, There is a problem that machinability is poor.

일본공개특허 평8-118133호는, 목재, 비철금속 등의 비교적 유연한 피삭재를 평활하게 또한 고정밀도로 절삭 가공하는 볼 엔드밀로서, 곡선형 절삭 날을 가지고, 절삭 날의 경사각이 선단부(바닥 날부)에서 10∼30 ˚이며, 외주부에서 20∼40 ˚이며, 또한 코너부가 바닥 날부의 경사각 및 외주부의 경사각으로부터 연속적으로 변화하는 중간의 경사각을 가지는 볼 엔드밀을 제안하고 있다. 경사각의 일례는, 선단부가 10°이며, 외주부가 20°이며, 다른 예는 선단부가 20°이며, 외주부가 30°이다. 이와 같이, 이 볼 엔드밀의 절삭 날의 경사각은, (a) 외주부 쪽이 선단부보다 크고, 또한 (b) 코너부의 경사각이 선단부 및 외주부의 경사각의 중간이므로, 금형 등의 경도가 높은(록웰 경도: 40 HRC 이상) 피삭재에 마무리 가공을 하는 볼 엔드밀로서 사용할 수 없다.Japanese Laid-open Patent Publication No. 8-118133 discloses a ball end mill for smoothly and highly precisely cutting a relatively flexible workpiece such as wood and non-ferrous metal. The ball end mill has a curved cutting edge, and the inclination angle of the cutting edge is 10 to 30 deg. In the outer peripheral portion, and 20 to 40 deg. In the outer peripheral portion, and the corner portion continuously changes from the inclination angle of the bottom blade portion and the inclination angle of the outer peripheral portion. An example of the inclination angle is 10 deg. At the distal end, 20 deg. At the outer periphery, 20 deg. At the distal end, and 30 deg. The inclination angle of the cutting edge of the ball end mill is as follows: (a) the outer peripheral portion is larger than the tip portion; (b) the inclination angle of the corner portion is intermediate the inclination angle of the tip end portion and the outer peripheral portion; 40 HRC or more) can not be used as a ball end mill for finishing the workpiece.

일본공개특허 제2004-181563호는, 볼 날의 중심 날이 경사면(reke face)끼리 형성되어 있고, 볼 날의 여유각(clearance angle)이 중심 날의 여유각보다 작고, 볼 날의 법선 방향 경사각이 중심으로부터 외주 방향으로 점차 플러스 측으로 커지고, 이에 따라 강도 및 절삭 칩 배출성이 향상시킨 볼 엔드밀을 제안하고 있다. 예를 들면, 볼 날의 중심 날의 법선 방향 경사각은 -45°이며, 중심으로부터 외주 방향으로 -10°까지 점차 플러스 측으로 커진다. 그러나, 이 볼 엔드밀은, 중심 날의 법선 방향 경사각이 큰 음각(플러스각)이므로, 피삭재의 고정밀도의 마무리 절삭 가공에서의 절삭성이 뒤떨어지는 문제가 있다.Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2004-181563 discloses that the center blades of the ball blades are formed between the rekei faces and the clearance angle of the ball blades is smaller than the clearance angle of the center blades, Is gradually increased toward the positive side from the center to improve the strength and the chip discharging property. For example, the normal direction inclination angle of the center blade of the ball blades is -45 degrees, and gradually increases to -10 degrees from the center to the outer circumferential side. However, this ball end mill has a problem in that cutting performance is poor in high-precision finish machining because the ball end mill is an engraved angle (positive angle) with a large inclination angle in the normal direction of the center blade.

일본 실소공62-12503호는, 선단에서 볼때 S자형의 볼 날을 가지는 볼 엔드밀로서, 볼 날의 법선 방향 경사각을 회전 축심에서 마이너스로 하고, 그보다 외주측의 경사각을 서서히 플러스로 증대시킨 볼 엔드밀을 제안하고 있다. 그러나, 이 볼 엔드밀은, 절삭 칩 배출성 및 절삭 날 강도의 향상을 위하여, 볼 날의 경사각이 회전 축심으로부터 외주측으로 서서히 플러스로 증대되고 있으므로, 피삭재의 고정밀도의 마무리 절삭 가공에서의 절삭성이 뒤떨어지는 문제가 있다.A No. 62-12503, Japan, is a ball end mill having an S-shaped ball blade as viewed from the tip end, wherein the inclination angle of the normal direction of the ball blade is made negative at the rotation axis and the inclination angle of the outer circumference side is gradually increased End mill. However, in the ball end mill, since the angle of inclination of the ball blades is gradually increased from the rotation axis to the outer circumferential side in order to improve the cutting chip discharging property and the cutting edge strength, the cutting performance in finishing cutting machining There is a lagging problem.

일본공개특허 제2004-291096호는, 비틀린 원호형 절삭 날을 가지는 슬로우 어웨이 칩으로서, 회전축선과 직교하는 위치에서의 칩 본체의 두께가 0.5D∼0.9D[D는 칩 본체의 평판부의 두께(㎜)]의 범위 내이고, 회전 방향의 가장 볼록한 점에서의 방사 각도가 40∼70 °로 설정된 슬로우 어웨이 칩을 제안하고 있다. 그러나, 일본공개특허 제2004-291096호는, 슬로우 어웨이 칩의 경사각의 방사 각도에 따른 변화를 전혀 개시하고 있지 않다. 뿐만 아니라, 이 슬로우 어웨이 칩은, 원호형 절삭 날의 후단(先端)에 연결하는 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날을 가지지 않는다. 따라서, 직립 벽면을 가지는 피삭재를 양호한 표면 거칠기로 3차원 마무리 가공하는 데 적합하지 않다.Japanese Laid-Open Patent Application No. 2004-291096 discloses a slow away chip having a twisted arcuate cutting edge, wherein the thickness of the chip body at a position orthogonal to the axis of rotation is 0.5D to 0.9D (D is the thickness of the flat plate portion of the chip body )], And the radiation angle at the most convex point in the rotational direction is set to 40 to 70 degrees. However, Japanese Laid-Open Patent Application No. 2004-291096 does not disclose any change depending on the radiation angle of the slope angle of the slow-away chip. In addition, the slow-away chip does not have an outer cutting edge having a twisted shape connected to the rear end (distal end) of the arcuate cutting edge. Therefore, the workpiece having the upright wall surface is not suitable for three-dimensional finishing with good surface roughness.

일본 실소공62-12503호No. 62-12503 일본공개특허 평8-118133호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-118133 일본공개특허 평10-80815호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-80815 일본공개특허 제2004-181563호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-181563 일본공개특허 제2004-291096호Japanese Patent Laid-Open No. 2004-291096 일본공개특허 제2008-110437호Japanese Patent Laid-Open No. 2008-110437

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 직립 벽면을 가지는 피삭재를 양호한 표면 거칠기로 3차원 마무리 가공할 수 있는 일체적 또는 날끝 교환식의 볼 엔드밀, 및 날끝 교환식 볼 엔드밀에 장착하는 인서트를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a first object of the present invention to provide an integrated or ball-exchange ball-end mill capable of three-dimensionally finishing a workpiece having an upright wall surface with good surface roughness, and an insert mounted on a ball- will be.

본 발명의 제2 목적은, 절삭 칩이 절삭 날과 피삭재와의 간극(間隙)에 물리는 것을 방지한 일체적 또는 날끝 교환식의 볼 엔드밀, 및 날끝 교환식 볼 엔드밀에 장착하는 인서트를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide an integral or interchangeable ball end mill which prevents the cutting chips from sticking to a gap between the cutting edge and the workpiece and an insert mounted on the interchangeable ball end mill .

본 발명의 제３ 목적은, 절삭 저항 및 그 진폭을 저감시켜 진동을 억제한 일체적 또는 날끝 교환식의 볼 엔드밀, 및 날끝 교환식 볼 엔드밀에 장착하는 인서트를 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide an integral or interchangeable ball end mill in which the cutting resistance and the amplitude thereof are reduced to suppress the vibration, and an insert mounted on the interchangeable ball end mill.

본 발명의 볼 엔드밀은, 엔드밀 본체의 선단부에, 정면에서 볼 때 S자형으로 만곡되어 가장 선단으로부터 가장 외주점까지 연장되는 원호형 절삭 날과, 상기 원호형 절삭 날에 매끄럽게 연결되는 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날과, 상기 원호형 절삭 날의 회전 방향 전방의 볼록 곡면형 경사면을 가지고,The ball end mill according to the present invention is characterized in that the tip end portion of the end mill body is provided with an arc-shaped cutting edge curved in an S-shape when viewed from the front and extending from the most distal end to the outermost peripheral point, And a convex surface inclined surface in front of a rotational direction of the arcuate cutting edge,

상기 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각이 β<α≤γ(단, α는 방사 각도가 5°에서의 방사 방향 경사각이며, β는 방사 각도가 90°에서의 방사 방향 경사각이며, γ는 상기 원호형 절삭 날의 회전 방향의 가장 볼록한 점에서의 방사 방향 경사각)의 조건을 만족시키고,Wherein the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is? <??? Where? Is a radial direction inclination angle at 5 degrees,? Is a radial direction inclination angle at 90 degrees, The radial inclination angle at the most convex point in the rotational direction of the arc-shaped cutting edge)

상기 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각의 최대값이 12∼40 °의 방사 각도의 범위 내에 있고, 또한The maximum value of the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is in the range of the radiation angle of 12 to 40 degrees,

상기 방사 방향 경사각이 상기 회전 방향의 가장 볼록한 점으로부터 상기 가장 외주점에 걸쳐 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 한다.And the radial inclination angle is continuously decreased from the most convex point to the most circumferential point in the rotation direction.

본 발명의 인서트는, 정면에서 볼 때 S자형으로 만곡되어 가장 선단으로부터 가장 외주점까지 연장되는 원호형 절삭 날과, 상기 원호형 절삭 날에 매끄럽게 연결되는 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날과, 상기 원호형 절삭 날의 회전 방향 전방의 볼록 곡면형 경사면을 가지고,The insert of the present invention comprises an arc-shaped cutting edge curved in an S-shape when viewed from the front and extending from the front end to the outermost peripheral point, an outer cutting edge having a twisted shape smoothly connected to the arcuate cutting edge, And a convex surface inclined surface in front of a rotational direction of the arcuate cutting edge,

상기 방사 방향 경사각이 상기 회전 방향의 가장 볼록한 점으로부터 상기 가장 외주점에 걸쳐 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 인서트.Wherein the radial inclination angle is continuously decreased from the most convex point to the most circumferential point in the rotation direction.

상기 방사 방향 경사각 γ는 정각(플러스각)인 것이 바람직하다.It is preferable that the radial direction tilt angle? Is a positive angle (positive angle).

상기 방사 방향 경사각 β는 0°이상의 정각인 것이 바람직하다.It is preferable that the radial direction tilt angle beta is a positive angle of 0 DEG or more.

상기 방사 방향 경사각 α와 상기 방사 방향 경사각 β의 차이는 2∼6 °인 것이 바람직하다.The difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is preferably 2 to 6 degrees.

상기 방사 방향 경사각 γ와 상기 방사 방향 경사각 α의 차이는 0∼2 °인 것이 바람직하다.The difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is preferably 0 to 2 degrees.

상기 방사 방향 경사각 γ와 상기 방사 방향 경사각 β의 차이는 2∼6 °인 것이 바람직하다.The difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is preferably 2 to 6 degrees.

상기 방사 방향 경사각의 최대값과 상기 방사 방향 경사각 γ의 차이는 0.1∼1.0 °인 것이 바람직하다.The difference between the maximum value of the radial direction tilt angle and the radial direction tilt angle is preferably 0.1 to 1.0 degrees.

상기 방사 방향 경사각 α, β 및 γ는 각각 2°≤α≤10°, 0°≤β≤6°, 및 3°≤γ≤14°의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.It is preferable that the radial inclination angles?,? And? Satisfy the condition of 2??? 10, 0??? 6, and 3?

상기 방사 각도는 30∼47 °로 되는 위치에 상기 원호형 절삭 날의 회전 방향의 가장 볼록한 점이 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the radiation angle has a most convex point in the rotational direction of the arcuate cutting edge at a position of 30 to 47 degrees.

상기 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각은, θ1<θ2(단, θ1은 상기 회전 방향의 가장 볼록한 점으로부터 상기 가장 외주점까지의 범위 내에서의 방사 방향 경사각이며, θ2는 상기 회전 방향의 가장 볼록한 점으로부터 상기 가장 선단까지의 범위 내에서의 방사 방향 경사각)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.Wherein the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is defined as? 1 <? 2, where? 1 is a radial inclination angle within a range from the most convex point to the most outer circumferential point in the rotational direction,? 2 is a convex The radial inclination angle within the range from the point to the distal end).

상기 원호형 절삭 날 상의 축 방향 경사각은, 상기 가장 선단으로부터 상기 회전 방향의 가장 볼록한 점까지의 범위 내에서는 마이너스이며, 상기 회전 방향의 가장 볼록한 점을 넘어 상기 가장 외주점까지의 범위 내에서는 플러스인 것이 바람직하다.Wherein the axial inclination angle of the arcuate cutting edge is negative within a range from the most distal end to the most convex point in the rotational direction and is within a range from the most convex point to the most circumferential point in the rotational direction, .

상기 인서트의 평판부의 두께 T(㎜)에 대하여, 상기 가장 외주점 S에서의 상기 인서트의 두께 T_S(㎜)는 0.4T≤T_S<0.5T의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness T _S (mm) of the insert at the outermost point S at the outermost point S satisfies the following condition: 0.4T? T _S <0.5T with respect to the thickness T (mm) of the flat plate portion of the insert.

상기 외주 절삭 날의 후단점 R과 상기 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q를 연결하는 선분과 상기 회전축선과의 교차각 δ1은 15∼30 °이며, 또한 상기 가장 외주점 S와 상기 후단점 R을 연결하는 선분과 상기 회전축선과의 교차각 δ2보다 작은 것이 바람직하다.The intersection angle? 1 between the line segment connecting the rear end point R of the outer peripheral cutting edge and the most convex point Q of the rotation direction and the rotation axis is 15 to 30 占 and the distance between the outermost point S and the rear end point R Is preferably smaller than an intersection angle? 2 between the line segment and the rotation axis line.

상기 외주 절삭 날의 길이는 0.2T∼0.5T[단, T는 상기 인서트의 평판부의 두께(㎜)]의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.It is preferable that the length of the outer cutting edge satisfies the condition of 0.2T to 0.5T (where T is the thickness (mm) of the flat plate portion of the insert).

본 발명의 날끝 교환식 볼 엔드밀은, 상기 인서트가 엔드밀 본체의 반구형(半球形) 선단부에 형성된 슬릿에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.The interchangeable ball end mill according to the present invention is characterized in that the insert is fixed to a slit formed in a hemispherical tip of the end mill body.

본 발명의 일체적 또는 날끝 교환식의 볼 엔드밀 및 인서트는, 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각 α, β 및 γ가 β<α≤γ의 조건을 만족시키므로, 원호형 절삭 날의 모든 영역에 걸쳐서 절삭 저항이 작고, 절삭 칩 배출성이 양호하다. 그러므로, 공구와 피삭재의 사이의 진동의 발생이 억제되고, 피삭재의 3차원 마무리 가공에 바람직하다.The ball end mill and the insert of the integral or interchangeable ball end mill of the present invention are characterized in that the radial inclination angles?,? And? Of the arcuate cutting edges satisfy the condition of? <??? The cutting resistance is small and the chip discharging property is good. Therefore, the occurrence of vibration between the tool and the workpiece is suppressed, which is preferable for the three-dimensional finishing of the workpiece.

원호형 절삭 날의 축 방향 경사각을 가장 선단 P로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q까지는 마이너스로 하고, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서는 0°로 하고, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 가장 외주점 S까지는 플러스로 하면, 원호형 절삭 날이 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서 피삭재와 최초로 접촉하고, 그 후 절삭 날의 회전에 의해, 피삭재와의 접촉 영역이 가장 선단 P 및 가장 외주점 S의 양쪽으로 넓어지므로, 절삭 저항의 저감된다.The axial inclination angle of the arcuate cutting edge is made to be negative from the tip end P to the most convex point Q in the rotational direction, 0 degrees at the most convex point Q in the rotational direction, and from the most convex point Q in the rotational direction to the outermost point S , The arcuate cutting edge is first brought into contact with the workpiece at the most convex point Q in the rotational direction and then the contact area with the workpiece is shifted to both the tip end P and the outermost point S by the rotation of the cutting edge The cutting resistance is reduced.

원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각을 가장 선단 P로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에 걸쳐 연속적으로 증가시킴으로써, 축 방향 경사각이 마이너스라도, 절삭 저항을 저감화할 수 있다.The cutting resistance can be reduced even if the axial inclination angle is negative by continuously increasing the radial inclination angle of the arcuate cutting edge from the tip end P over the most convex point Q in the rotational direction.

원호형 절삭 날의 축 방향 경사각을 가장 외주점 S 근방에서 플러스(＋20°정도)로 하면, 절삭 칩은 원호형 절삭 날의 회전 궤적의 접선과 수직인 방향으로 방출된다. 이와 같이 양호한 절삭 칩 배출성에 의해 절삭 칩 막힘이 억제되고, 피삭재의 경사면의 마무리면 거칠기가 양호하게 된다.When the axial inclination angle of the arcuate cutting edge is plus (about +20 degrees) near the outermost point S, the cutting chip is emitted in a direction perpendicular to the tangent of the rotational locus of the arcuate cutting edge. As described above, clogging of the chips is suppressed by good chip discharging property, and the finish surface roughness of the sloped surface of the workpiece is improved.

회전 궤적의 접선 방향 외측으로, 가공면의 경사 방향 상방으로 절삭 칩을 배출하므로, 절삭 칩이 절삭 날과 피삭재의 간극에 물리는 문제점을 회피할 수 있다.It is possible to avoid the problem that the cutting chip is stuck to the gap between the cutting edge and the workpiece, because the cutting chip is discharged to the outside of the tangential direction of the rotation locus in the upward direction of the inclined direction of the machined surface.

제2 효과는, 절삭 날의 내결손성(耐缺損性), 내치핑성의 향상을 도모하여 절삭 날의 열화를 회피하여, 장수명화를 도모할 수 있다.The second effect is to improve the resistance to chipping and chipping resistance of the cutting edge, thereby avoiding the deterioration of the cutting edge and to improve the life span.

제３ 효과는, 절삭 저항이 저감될 뿐만 아니라, 그 진폭의 저감에 의해 공구와 피삭재의 사이의 진동이 억제되고, 피삭재 표면의 가공면 거칠기를 향상시킬 수 있다.The third effect is that not only the cutting resistance is reduced but also the vibration between the tool and the workpiece is suppressed by reducing the amplitude and the roughness of the surface of the workpiece surface can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 날끝 교환식 볼 엔드밀에 있어서, 인서트를 장착하고 있지 않은 상태의 선단부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 1의 날끝 교환식 볼 엔드밀에 있어서, 인서트를 장착하고 있지 않은 상태의 선단부를 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 1의 날끝 교환식 볼 엔드밀에 있어서, 인서트를 장착하고 있지 않은 상태의 선단부를 도 3과 직교하는 방향으로부터 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 의한 인서트를 나타낸 사시도이다.
도 6a는 도 5의 인서트를 나타낸 평면도이다.
도 6b는 도 5의 인서트를 나타낸 정면도이다.
도 6c는 도 5의 인서트를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 인서트의 원호형 절삭 날에 대하여, 방사 방향 경사각과 방사 각도와의 관계를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 의한 인서트에 있어서, 방사 방향 경사각과 방사 각도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 인서트의 원호형 절삭 날에 대하여, 축 방향 경사각과 방사 각도와의 관계를 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 의한 인서트에 있어서, 축 방향 경사각과 방사 각도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 의한 인서트를 나타낸 측면도이다.
도 12는 도 1의 날끝 교환식 볼 엔드밀을 나타낸 정면도이다.
도 13은 도 1의 날끝 교환식 볼 엔드밀의 선단부를 나타낸 측면도이다.
도 14는 도 1의 날끝 교환식 볼 엔드밀의 선단부를 도 13과 직교하는 방향으로부터 나타낸 측면도이다.
도 15는 실시예 및 비교예의 인서트를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 사용하여 절삭 가공한 피삭재의 경사 벽면을 나타내는 현미경 사진이다.
도 16은 실시예 1의 인서트를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 사용하여 절삭 가공했을 때의 절삭 저항의 동적 변화를 나타낸 그래프이다.
도 17은 비교예 1의 인서트를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 사용하여 절삭 가공했을 때의 절삭 저항의 동적 변화를 나타낸 그래프이다.
도 18은 비교예 2의 인서트를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 사용하여 절삭 가공했을 때의 절삭 저항의 동적 변화를 나타낸 그래프이다.
도 19는 실시예 1의 인서트를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 사용하여 절삭 가공했을 때의 절삭 칩을 나타내는 사진이다.
도 20은 비교예 1의 인서트를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 사용하여 절삭 가공했을 때의 절삭 칩을 나타내는 사진이다.
도 21은 비교예 2의 인서트를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀을 사용하여 절삭 가공했을 때의 절삭 칩을 나타내는 사진이다.1 is a perspective view showing an interchangeable ball-point ball mill according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a front view showing a front end portion of the replaceable ball end mill of Fig. 1 in a state in which the insert is not mounted. Fig.
Fig. 3 is a side view of the tip end portion of the blade tip interchangeable ball end mill shown in Fig. 1 in a state in which the insert is not mounted. Fig.
Fig. 4 is a side view showing the tip end portion in a state where the insert is not mounted, in a direction perpendicular to Fig. 3, in the blade tip interchangeable ball end mill of Fig.
5 is a perspective view showing an insert according to an embodiment of the present invention.
6A is a plan view showing the insert of FIG.
6B is a front view showing the insert of Fig.
Figure 6c is a side view of the insert of Figure 5;
7 is a schematic view showing the relationship between the radial inclination angle and the radiation angle with respect to the arcuate cutting edge of the insert of the present invention.
8 is a graph showing the relationship between the radial inclination angle and the radiation angle in the insert according to the embodiment of the present invention.
9 is a side view showing the relationship between the axial inclination angle and the radiation angle with respect to the arc-shaped cutting edge of the insert of the present invention.
10 is a graph showing the relationship between the axial inclination angle and the radiation angle in the insert according to the embodiment of the present invention.
11 is a side view showing an insert according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a front view showing the interchangeable ball-end mill of FIG. 1; FIG.
Fig. 13 is a side view showing the tip portion of the interchangeable ball-end mill of Fig. 1; Fig.
Fig. 14 is a side view showing the tip end portion of the interchangeable ball-end mill of Fig. 1 from a direction orthogonal to Fig. 13. Fig.
Fig. 15 is a microscope photograph showing an oblique wall surface of a workpiece cut using an interchangeable ball-end mill equipped with inserts of Examples and Comparative Examples; Fig.
16 is a graph showing a dynamic change in cutting resistance when cutting is performed using an interchangeable ball-end mill equipped with an insert according to the first embodiment.
17 is a graph showing a dynamic change in cutting resistance when cutting is performed using an insert exchangeable ball end mill equipped with an insert of Comparative Example 1. Fig.
18 is a graph showing a dynamic change in cutting resistance when the cutting insert is replaced with a cutting insert type interchangeable ball end mill according to Comparative Example 2. Fig.
Fig. 19 is a photograph showing a cutting chip when cutting is performed using an interchangeable ball-end mill equipped with an insert of Example 1; Fig.
Fig. 20 is a photograph showing a cutting chip when cutting is performed using a hot-cut interchangeable ball-end mill equipped with an insert of Comparative Example 1. Fig.
Fig. 21 is a photograph showing a cutting chip when cutting is performed using an interchangeable ball-end mill equipped with an insert of Comparative Example 2. Fig.

본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명하지만, 물론 본 발명은 이들로 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 각종 변경 및 추가를 행할 수 있다. 또한, 각각의 실시형태에 관한 설명은, 특별히 언급하지 않는 한 다른 실시형태에도 적용할 수 있다.Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various changes and additions can be made within the scope of the technical idea of the present invention. The description of each embodiment can be applied to other embodiments unless otherwise specified.

일체적인 볼 엔드밀은, 엔드밀 본체와 절삭 날을 가지는 인서트가 일체화한 것이며, 형상 자체는 날끝 교환식 볼 엔드밀과 다르지 않다. 따라서, 날끝 교환식 볼 엔드밀 및 인서트에 관한 이하의 설명은, 그대로 일체적인 볼 엔드밀에도 적용된다.The integral ball end mill is formed by integrating an end mill body and an insert having a cutting edge, and the shape itself is not different from an interchangeable ball end mill. Therefore, the following description of the blade exchangeable ball end mill and the insert applies to the integral ball end mill as it is.

[1] 날끝 교환식 볼 엔드밀[1] ball end mills, interchangeable

도 1∼도 4는 본 발명의 일 실시형태에 의한 날끝 교환식 볼 엔드밀(1)을 나타내고, 도 5는 그 날끝 교환식 볼 엔드밀(1)에 장착하는 인서트를 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 날끝 교환식 볼 엔드밀(1)은, 회전축선 L을 중심으로 하여 회전하는 엔드밀 본체(2)와, 엔드밀 본체(2)의 후단에 일체로 연결하는 생크부(shank portion)(3)와, 엔드밀 본체(2)의 선단에 테이퍼부(7)를 통하여 일체로 연결하는 반구형 선단부(4)를 구비한다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 반구형 선단부(4)는, 인서트(5)를 지지하도록 회전축선 L과 직교하는 방향(반경 방향)으로 연장되는 슬릿(8)과, 인서트(5)를 고정시키기 위해 반구형 선단부(4)를 슬릿(8)과 직교하는 방향으로 관통하는 나사공(10)(그 중심선은 회전축선 L과 교차함)을 구비한다. 나사공(10)에는 인서트(5)를 착탈 가능하게 고정시키는 클램프(clamp) 나사(6)가 나사 결합한다. 엔드밀 본체(2), 생크부(3) 및 반구형 선단부(4)는, 예를 들면, SKD61 등의 합금 공구강으로 이루어진다.1 to 4 show an interchangeable ball-end mill 1 according to an embodiment of the present invention, and Fig. 5 shows an insert fitted to the interchangeable ball-end mill 1 of the present invention. 1, the balloon exchangeable ball end mill 1 includes an end mill body 2 that rotates around a rotation axis L and a shank portion 2 integrally connected to the rear end of the end mill body 2 shank portion 3 and a hemispherical tip portion 4 integrally connected to the tip end of the end mill body 2 through a tapered portion 7. 2 and 3, the hemispherical tip 4 includes a slit 8 extending in a direction (radial direction) orthogonal to the axis of rotation L so as to support the insert 5, And has a screw hole 10 (whose center line crosses the rotation axis L) passing through the hemispherical tip 4 in a direction orthogonal to the slit 8. A clamp screw (6) for detachably fixing the insert (5) is screwed into the screw hole (10). The end mill body 2, the shank portion 3 and the hemispherical tip portion 4 are made of, for example, alloy tool steel such as SKD61.

도 3에 나타낸 바와 같이, 슬릿(8)은, 회전축선 L을 중심으로 하여 평행하게 연장되는 2개의 내면(8a, 8b)과, 바닥면(8c)을 가진다. 반구형 선단부(4)는 슬릿(8)에 의해 반경 방향으로 분할되고, 한 쌍의 선단 반체부(半體部)(4a, 4b)를 구성한다.As shown in Fig. 3, the slit 8 has two inner surfaces 8a, 8b and a bottom surface 8c extending parallel to the axis of rotation L. As shown in Fig. The hemispherical tip portion 4 is divided radially by the slit 8 to constitute a pair of tip half portions 4a and 4b.

[2] 인서트[2] inserts

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 인서트(5)는, 한 쌍의 평행하며 또한 평탄한 측면(51a1, 51a2)을 가지는 두께 T의 평판형이며, 한 쌍의 측면(51a1, 51a2)을 연결하는 원호면을 가지는 반원형부(51)와, 반원형부(51)의 후단부에 일체로 연결하는 삼각형상부(52)로 이루어진다.As shown in Figs. 5 and 6, the insert 5 is of a flat plate-like shape having a pair of parallel and flat sides 51a1 and 51a2 and having a thickness T and connecting the pair of side surfaces 51a1 and 51a2 A semicircular portion 51 having a circular arc surface and a triangular upper portion 52 integrally connected to the rear end of the semicircular portion 51.

반원형부(51)는, 한 쌍의 측면(51a1, 51a2)를 연결하는 단면(端面)을 형성하는 제1 여유면(51b1, 51b2) 및 제2 여유면(51c1, 51c2)과, 볼록 곡면형의 경사면(51e1, 51e2)과, 제1 여유면(51b1, 51b2)과 경사면(51e1, 51e2)과의 능선(稜線)을 따라 형성된 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)과, 각각의 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)에 점 S에 의해 매끄럽게(변곡점이 없이) 연속되는 한 쌍의 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날(51k1, 51k2)과, 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)의 원호 중심점 O에 위치하는 중심을 가지는 클램프 나사(6)를 삽통시키기 위한 관통공(51p)를 가진다. 원호 중심점 O는 관통공(51p)의 중심선의 중점(中点)(인서트(5)의 두께 방향의 중점)에 위치한다. 점 S는 원호 중심점 O를 지나고 회전축선 L1과 직교하는 직선 M이 절삭 날과 교차하는 점이며, 각각의 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)의 가장 외주점이다. 즉, 각각의 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)의 외경은 점 S에서 최대이다. 또한, 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)이 교차하는 점은 인서트(5)의 중심축선(회전축선) L1과 교차하는 가장 선단 P이다. 회전축선 L1은, 인서트(5)의 가장 선단 P 및 원호 중심점 O를 지난다. 인서트(5)를 엔드밀 본체(2)의 슬릿(8)에 장착하면, 인서트(5)의 회전축선 L1은 엔드밀 본체(2)의 회전축선 L과 일치하고, 인서트(5)의 가장 선단 P는 엔드밀 본체(2)의 회전축선 L 상에 위치한다.The semicircular portion 51 includes first clearance surfaces 51b1 and 51b2 and second clearance surfaces 51c1 and 51c2 that form an end surface connecting the pair of side surfaces 51a1 and 51a2, Shaped cutting edges 51d1 and 51d2 formed along the ridgelines between the first clearance surfaces 51b1 and 51b2 and the inclined surfaces 51e1 and 51e2 and the arc- The outer peripheral cutting edges 51k1 and 51k2 having a pair of twisted shapes continuous to each other on the blades 51d1 and 51d2 by the point S and the circular arc center points O of the circular arc cutting edges 51d1 and 51d2 And has a through hole 51p for inserting a clamp screw 6 having a center located therein. The circular arc center point O is located at the midpoint (middle point in the thickness direction of the insert 5) of the center line of the through hole 51p. The point S is a point at which the straight line M passing through the circular arc center point O and intersecting the rotation axis line L1 crosses the cutting edge and is the outermost point of each of the arcuate cutting edges 51d1 and 51d2. That is, the outer diameters of the respective arcuate cutting edges 51d1 and 51d2 are maximum at the point S. The intersection point of the arcuate cutting edges 51d1 and 51d2 is the tip end P intersecting the center axis (rotation axis) L1 of the insert 5. The axis of rotation L1 passes through the tip P of the insert 5 and the center O of the arc. When the insert 5 is attached to the slit 8 of the end mill body 2, the rotational axis L1 of the insert 5 coincides with the rotational axis L of the end mill body 2, P is located on the axis of rotation L of the endmember main body 2.

삼각형상부(52)는, 한 쌍의 평행하며 또한 평탄한 삼각형상 측면(52a1, 52a2)과, 삼각형상 측면(52a1, 52a2)을 연결하는 경사 바닥면(52b1, 52b2)을 가지고, 경사 바닥면(52b1, 52b2)은 슬릿(8)의 바닥면(8c)과 밀착된다.The triangular top portion 52 has a pair of parallel and planar triangular shaped side surfaces 52a1 and 52a2 and inclined bottom surfaces 52b1 and 52b2 connecting the triangular shaped side surfaces 52a1 and 52a2, 52b1, 52b2 are in close contact with the bottom surface 8c of the slit 8.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 각각의 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)은 날끝 교환식 볼 엔드밀(1)의 회전 방향 R의 전방 방향으로 볼록형이며, 또한 정면으로부터 보면 가장 선단 P를 중심으로 하여 대략 S자형이다. 도 6b에 나타낸 바와 같이, 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)이 회전 방향 R에 가장 볼록한 위치는 점 Q에 있다. 따라서, 점 Q를 「회전 방향의 가장 볼록한 점」이라고 한다. 그리고, 도 6a에 나타낸 K는 원호 중심점 O와 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q를 연결하는 직선이다.As shown in Figs. 5 and 6, each of the arcuate cutting edges 51d1 and 51d2 is convex in the forward direction of the rotation direction R of the blade exchange type ball end mill 1, And is approximately S-shaped. As shown in Fig. 6B, the position where the arcuate cutting edges 51d1 and 51d2 are most convex in the rotation direction R is at the point Q. Fig. Therefore, the point Q is referred to as " the most convex point in the rotation direction ". 6A is a straight line connecting the circular center point O with the most convex point Q in the rotational direction.

비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날(51k1, 51k2)은, 도 6a의 평면도에서는 회전축선 L1과 평행한 직선형이며, 도 9의 측면도에서는 회전축선 L1에 대하여 경사져 있다. 따라서, 슬릿(8)에 장착한 인서트(5)가 회전하면, 한 쌍의 외주 절삭 날(51k1, 51k2)의 회전 궤적은 원통형이다. 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날(51k1, 51k2)은, 특히 피삭재의 코너부 가공 시에, 직립 벽면을 양호한 면 거칠기로 마무리 가공하도록 기능한다. 이에 비해 한 쌍의 외주 절삭 날이 반경 방향으로 원호형이면, 절삭 저항의 저감화에는 유효하지만, 가공면에 절삭에 의한 단차부가 남아, 면 거칠기가 저하된다.The outer cutting edges 51k1 and 51k2 having a twisted shape are linear in parallel with the axis of rotation L1 in the plan view of Fig. 6A and are inclined with respect to the axis of rotation L1 in the side view of Fig. Therefore, when the insert 5 mounted on the slit 8 rotates, the rotational locus of the pair of outer cutting edges 51k1 and 51k2 is cylindrical. The outer peripheral cutting edges 51k1 and 51k2 having a twisted shape function to finish the upright wall surface with a good surface roughness, particularly at the time of machining the corner portion of the workpiece. On the contrary, if a pair of outer peripheral cutting edges are arcuate in the radial direction, it is effective to reduce the cutting resistance, but the stepped portion due to cutting remains on the machined surface, and the surface roughness is lowered.

또한, 외주 절삭 날(51k1, 51k2)이 원통면 상에 위치하므로[도 6a에서는 직선형], 인서트(5)의 절삭 날에 반복적으로 재연마할 수 있다. 이에 비해, 외주 절삭 날이 반경 방향으로 원호형이면, 재연마에 의해 절삭 날의 외경이 감소하므로, 재연마할 수 없다.In addition, since the outer cutting edges 51k1 and 51k2 are located on the cylindrical surface (linear in Fig. 6A), the cutting edge of the insert 5 can be repetitively repeated. On the other hand, if the outer cutting edge is arcuate in the radial direction, the outer diameter of the cutting edge is reduced due to the re-firing, so that the re-firing can not be performed.

(A) 원호형 절삭 날의 경사각의 조건(A) Condition of inclination angle of circular arc cutting edge

원호형 절삭 날(51d1, 51d2)의 경사각에는, 방사 방향 경사각과 축 방향 경사각이 있다. 「방사 방향 경사각」은, 원호 중심점 O로부터 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)을 향해 방사상으로 연장되는 직선(방사 직선)에 대한 경사면(51e1, 51e2)의 각도이며, 「법선 방향 경사각」이라고 하는 경우도 있다. 또한 「축 방향 경사각」은, 도 9에 나타낸 인서트(5)의 측면에 있어서, 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)의 접선이 회전축선 L1과 이루는 각도이다.The inclination angles of the arcuate cutting edges 51d1 and 51d2 are a radial inclination angle and an axial inclination angle. The "radial inclination angle" is the angle of the inclined surfaces 51e1 and 51e2 with respect to a straight line (radial straight line) extending radially from the circular arc center point O toward the circular arc cutting edges 51d1 and 51d2, There are also cases. The "axial inclination angle" is an angle formed by the tangent of the arcuate cutting edges 51d1, 51d2 with the rotation axis L1 on the side surface of the insert 5 shown in Fig.

(1) 방사 방향 경사각(1) Radial inclination angle

플러스의 방사 방향 경사각에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 경사면(51e1)은, 원호 중심점 O와 원호형 절삭 날(51d1)을 연결하는 직선보다 회전 방향 R 후방에 위치한다(회전 방향 R 전방으로 경사져 있다). 마이너스의 방사 방향 경사각에서는, 그와 반대이다.7, the inclined surface 51e1 is positioned behind the straight line connecting the arc center point O and the circular arc cutting edge 51d1 (in the rotational direction R, have). In a negative radial inclination angle, the opposite is true.

도 7은, 한쪽 절삭 날(51d1)에 대하여, 원호형 절삭 날(51d1)의 가장 선단 P로부터 후단점 S까지의 사이에서 회전축선 L1으로부터 각각 5°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°및 90°의 방사 방향 경사각만큼 어긋난 위치에서의 경사각의 예를 나타낸다. 예를 들면, 5°의 방사 방향 경사각의 위치 P5°에서의 경사각은, 원호 중심점 O와 원호형 절삭 날(51d1)의 점 P5°를 연결하는 직선에 대한, 위치 P5°에서의 경사면(51e1)의 경사각이다. 도 7에 나타낸 예에서는, 5°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°및 90°의 방사 각도에서의 방사 방향 경사각은 각각 ＋7.0°, ＋7.5°, ＋7.5°, ＋7.0°, ＋6.0°, ＋4.5°및 ＋3.0°이다.Fig. 7 is a plan view of the cutting edge 51d1 of the circular cutting edge 51d1 from the leading edge P to the trailing edge S of the arc-shaped cutting edge 51d1 from the rotation axis L1 at 5 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 ° Examples of inclination angles at positions shifted by a radial inclination angle of 占, 75 占 and 90 占 are shown. For example, the inclination angle at the position P5 of the radial inclination angle of 5 degrees is the inclination angle 51e1 at the position P5 of the straight line connecting the circular arc center point O and the point P5 of the circular arc cutting edge 51d1, . In the example shown in FIG. 7, the radial inclination angles at the radiation angles of 5 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 ° and 90 ° are +7.0 °, +7.5 °, +7.5 , +7.0, +6.0, +4.5 and + 3.0.

도 8은, 도 7에 나타낸 방사 방향 경사각과 방사 각도와의 관계를 곡선 F₁으로 나타낸다. 본 발명에서는, 도 8로부터 밝혀진 바와 같이, 가장 선단 P 근방(방사 각도=5°)의 방사 방향 경사각 α는, 방사 각도가 90°의 가장 외주점 S에서의 방사 방향 경사각 β보다 크고, 또한 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 방향 경사각 γ는 가장 선단 P 근방의 방사 방향 경사각 α와 같거나, 그보다 크다. 여기서, 방사 각도는 방사 직선이 회전축선 L1과 이루는 각도이다. 또한, 가장 선단 P에서는 경사면이 거의 없기 때문에, 본 발명에서는 가장 선단 P의 근방으로서 가장 선단 P로부터 방사 각도가 5°의 위치에서의 방사 방향 경사각 α을 사용한다. 상기 관계는 하기 식에 의해 표시된다.8 shows the relationship between the radial tilt angle and emission angle shown in Figure 7 by the curve F _1. 8, the radial inclination angle [alpha] in the vicinity of the apex P (radial angle = 5 [deg.]) Is larger than the radial inclination angle [beta] at the most outer circumferential point S of 90 [deg.], The radial inclination angle? At the most convex point Q in the direction is equal to or larger than the radial inclination angle? Here, the radiation angle is the angle formed by the radiation straight line with the rotation axis L1. In addition, since there is almost no inclined plane at the tip end P, in the present invention, the radial inclination angle alpha at the position where the radiation angle is 5 degrees from the tip end P as the nearest tip P is used. The above relationship is represented by the following formula.

β<α≤γbeta <

β<α로 하는 이유는, 원호형 절삭 날(51d1)의 가장 선단 P 근방에서의 절삭 저항을 작게 하여 피삭재로의 식부성(食付性)을 양호하게 하고, 또한 원호형 절삭 날(51d1)의 가장 외주점 S에서는 절삭 칩의 두께가 증대하므로 충분한 절삭 날 강도를 확보하기 위해서이다. 또한, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 방향 경사각 γ를 가장 선단 P 근방의 경사각 α 이상으로 하는 이유는, 피삭재와 처음으로 접촉하는 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q의 원호형 절삭 날의 절삭 저항을 작게 하여, 피삭재로의 식부성을 양호하게 하기 위해서이다.The reason why? <? is to reduce the cutting resistance in the vicinity of the tip end P of the arcuate cutting edge 51d1 to improve the eating ability of the workpiece, The thickness of the cutting chip increases at the outermost point S of the cutting edge S, so that sufficient cutting edge strength is ensured. The reason why the radial inclination angle? At the most convex point Q in the rotational direction is equal to or larger than the inclination angle? Near the tip end P is that the cutting resistance of the arcuate cutting edge having the most convex point Q in the rotational direction in contact with the workpiece for the first time In order to make the workability of the workpiece better.

회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 각도는 30∼47 °의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 각도가 47°이하이면, 원호형 절삭 날(51d1)의 가장 선단 P로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q까지의 범위에서, 축 방향 경사각(axial rake)이 마이너스로 되는 영역이 짧아지고, 절삭 칩의 박편화에 의한 절삭 저항의 저감화에 유효하다. 또한, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 점 R까지의 범위에서 축 방향 경사각이 플러스로 되는 영역을 길게 할 수 있고, 절삭 칩 배출성의 향상에 유효하다. 즉, 공구 회전 궤적의 접선의 외측으로 피삭재 가공면의 경사방향 상방으로 절삭 칩을 배출하고(절삭 날로부터의 절삭 칩 이격을 양호하게 하고), 절삭 칩이 절삭 날과 피삭재와의 간극에 물리는 문제점을 회피할 수 있다.The radiation angle at the most convex point Q in the rotation direction is preferably in the range of 30 to 47 degrees. When the radial angle at the most convex point Q in the rotational direction is 47 degrees or less, the axial rake becomes negative in the range from the tip end P of the arcuate cutting edge 51d1 to the most convex point Q in the rotational direction Is effective for shortening the cutting resistance by reducing the thickness of the chip. In addition, the region where the axial inclination angle becomes positive in the range from the most convex point Q to the point R in the rotational direction can be made long, and this is effective for improving the chip discharging property. That is, there is a problem in that the cutting chip is discharged to the outside of the tangent line of the tool rotation locus in an oblique direction upward of the workpiece machining surface (the cutting chip is spaced away from the cutting edge is made good), and the cutting chip sticks to the gap between the cutting edge and the workpiece Can be avoided.

회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 각도가 47°를 넘으면, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q가 가장 선단 P로부터 지나치게 이격되고, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에 있어서 원호형 절삭 날이 피삭재와의 충돌에 의해 받는 충격이 증대할 뿐아니라, 절삭 칩도 두껍게 되어, 절삭 칩의 배출성이 저하된다. 한편, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 각도가 30°미만이면, 가장 선단 P로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q까지를 연결하는 축 방향 경사각에서의 마이너스의 값의 절대값이 커지고, 절삭 저항이 증대하는 것과 동시에, 절삭 날의 회전 중심 근방으로부터의 절삭 칩 배출성이 열화된다. 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 각도는 35∼40 °의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하다.When the radial angle at the most convex point Q in the rotational direction exceeds 47, the most convex point Q in the rotational direction is excessively spaced from the distal end P, and the arcuate cutting edge at the most convex point Q in the rotational direction The impact received by the collision not only increases but also the cutting chip becomes thick, and the dischargeability of the cutting chip is deteriorated. On the other hand, if the radiation angle at the most convex point Q in the rotational direction is less than 30, the absolute value of the negative value at the axial inclination angle connecting the tip P to the most convex point Q in the rotational direction increases, And the cutting chip discharging property from the vicinity of the rotation center of the cutting edge deteriorates. It is more preferable that the radiation angle at the most convex point Q in the rotation direction is in the range of 35 to 40 degrees.

방사 방향 경사각 α와 방사 방향 경사각 β의 차이는 2∼6 °인 것이 바람직하다. 또한, 방사 방향 경사각 γ와 방사 방향 경사각 α의 차이는 0∼2 °인 것이 바람직하다. 또한, 방사 방향 경사각 γ와 방사 방향 경사각 β의 차이는 2∼6 °인 것이 바람직하다. 또한, 방사 방향 경사각의 최대값과 방사 방향 경사각 γ의 차이는 0.1∼1.0 °인 것이 바람직하다. 전술한 관계를 만족시키면, 방사 방향 경사각은, 가장 선단 P 근방으로부터 최대값까지 비교적 크게 증대하고, 최대값으로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q를 거쳐 가장 외주점 S까지 서서히 감소하는 매끈한 곡선을 따라 변화하게 된다.The difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is preferably 2 to 6 degrees. The difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is preferably 0 to 2 degrees. The difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is preferably 2 to 6 degrees. The difference between the maximum value of the radial direction tilt angle and the radial direction tilt angle? Is preferably 0.1 to 1.0 degrees. When the above-described relation is satisfied, the radial direction inclination angle increases along the smooth curve gradually increasing from the vicinity of the front end P to the maximum value and gradually decreasing from the maximum value through the most convex point Q in the rotational direction to the outermost point S .

방사 방향 경사각 α, β 및 γ 중, 적어도 방사 방향 경사각 γ는 정각인 것이 바람직하다. 다른 방사 방향 경사각 α 및 β는 음각일 수도 있다. 구형(球形) 흑연 주철과 같이 절삭성이 양호한 피삭재의 마무리 가공에 사용하는 경우, 절삭 저항이 작고, 공구와 피삭재의 사이의 진동도 작으므로, 피삭재로의 식부성을 양호하게 하기 위해 방사 방향 경사각 α, β 및 γ는 모두 정각으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 2°≤α≤10°, 0°≤β≤6°, 및 3°≤γ≤14°의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 방사 방향 경사각을 정각으로 하면 절삭 날의 내결손성이 저하되지만, 마무리 가공에서는 절입량이 작으므로, 내결손성의 문제는 없다.Of the radial inclination angles?,? And?, It is preferable that at least the radial inclination angle? Is a positive angle. Other radial inclination angles? And? May be engraved. When used for finishing a workpiece having a good machinability such as a spherical graphite cast iron, the cutting resistance is small and the vibration between the tool and the workpiece is small. Therefore, in order to improve the workability of the workpiece, , < / RTI > and < RTI ID = 0.0 > Concretely, it is preferable that the condition of 2 占??? 10, 0 占??? 6, and 3 占? 14? Is satisfied. When the radial inclination angle is set to the right angle, the cutting resistance of the cutting edge is reduced. However, since the cutting amount is small in the finishing work, there is no problem of resistance to breakage.

2°≤α≤10°에 의해, 가장 선단 P 근방(방사 각도=5°)에서의 절삭 저항이 작고, 피삭재로의 식부성을 양호하게 유지하면서, 충분한 절삭 날 강도를 확보할 수 있다. 이에 비해, α< 2°로 하면, 가장 선단 P 근방에서의 절삭 저항이 크고, 피삭재로의 식부성이 뒤떨어진다. 또한, 절삭 칩 배출성의 저하에 의해 볼 엔드밀의 선단부에 절삭 칩이 막히고, 절삭 칩의 용착이나 가공면의 열화 등의 문제가 생길 우려가 있다. 또한, α> 10°로 하면, 가장 선단 P 근방에서의 원호형 절삭 날의 강도가 불충분하게 된다.The cutting resistance at the vicinity of the tip end P (radial angle = 5 deg.) Is small, and sufficient cutting edge strength can be ensured while satisfactorily maintaining the workability of the workpiece. On the other hand, when? &Lt; 2 DEG, the cutting resistance in the vicinity of the tip end P is large, and the machinability to the workpiece is poor. In addition, there is a fear that the cutting chip is clogged at the tip end of the ball end mill due to the deterioration of the cutting chip discharging property, thereby causing problems such as welding of chips and deterioration of the processed surface. If?> 10 degrees, the strength of the arc-shaped cutting edge near the tip end P becomes insufficient.

0°≤β≤6°에 의해, 가장 외주점 S에서의 충분한 절삭 날 강도를 확보하면서, 절삭 저항을 작게 하여 양호한 가공면 성상(性狀)을 얻을 수 있다. 이에 비해, β< 0°로 하면, 가장 외주점 S에서의 절삭 저항이 커지고, 공구와 피삭재의 사이에 진동이 발생하여 가공면 성상이 저하된다. 또한 β> 6°로 하면, 가장 외주점 S에서의 원호형 절삭 날의 강도가 불충분하게 된다.By satisfying 0 占 β 占 6 占 sufficient cutting edge strength at the outermost point S is ensured and the cutting resistance is reduced and a good machined surface property can be obtained. On the other hand, when? &Lt; 0 DEG, the cutting resistance at the outermost point S becomes larger, and vibration occurs between the tool and the workpiece, thereby degrading the machined surface properties. When?> 6 degrees, the strength of the arc-shaped cutting edge at the outermost point S is insufficient.

3°≤γ≤14°에 의해, 절삭 날이 피삭재와 처음으로 접촉하는 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 절삭 저항이 작아져, 피삭재로의 식부성이 양호하게 된다. 이에 비해, γ<3°로 하면, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 절삭 저항이 커지고, 피삭재로의 식부성이 저하된다. 또한, γ>14°로 하면, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 절삭 날 강도가 불충분하게 된다.3 °??? 14 °, the cutting resistance at the most convex point Q in the rotational direction in which the cutting edge first contacts the workpiece is reduced, and the workability of the workpiece is improved. On the other hand, when? &Lt; 3 DEG, the cutting resistance at the most convex point Q in the rotational direction increases, and the corrosion resistance to the workpiece decreases. If?> 14 degrees, the cutting edge strength at the most convex point Q in the rotational direction becomes insufficient.

그러나, 고경도의 피삭재의 절삭 가공의 경우에는 절삭 저항이 크기 때문에, 절삭 날 강도를 높이기 위해 방사 방향 경사각 β, 방사 방향 경사각 α 및 방사 방향 경사각 γ의 순으로 음각으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 피삭재로의 식부성을 양호하게 하기 위하여, 방사 방향 경사각 γ는 음각일 때서도 0°에 가까운 것이 바람직하다. 절삭 저항이 비교적 큰 고경도의 피삭재를 절삭하는 경우, 방사 방향 경사각 α, β 및 γ는, β<α≤γ의 관계를 만족시키면서, -6°≤α≤-0.5°, -10°≤β≤-2°, 및 -6°≤γ≤-0.5°의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.However, in the case of machining of a high-hardness workpiece, the cutting resistance is large. Therefore, in order to increase the strength of the cutting edge, it is preferable that the radial inclination angle?, The radial direction inclination angle? In this case, it is preferable that the radial direction tilt angle? Is close to 0 ° even when the tilt angle is negative. When machining a workpiece having a high hardness with a relatively large cutting resistance, the radial inclination angles?,? And? Satisfy the relation of? <???, And satisfy -6????? 0.5 and -10? ? -2 deg., And -6 deg.?? 0.5 deg is satisfied.

방사 방향 경사각 α, β 및 γ를 음각으로 함으로써, 원호형 절삭 날 전체가 강화되고, 록웰 경도가 45HRC 이상의 고경도 피삭재의 절삭 가공에서의 절삭 날의 내결손성이 개선된다. 방사 방향 경사각을 음각으로 하면 절삭 날의 절삭 저항이 커지고, 또한 절삭 칩 배출성이 저하되지만, 고경도 피삭재의 마무리 가공에서는 절입량이 거친 가공 및 중간 마무리 가공보다 작으므로, 절삭 저항의 증대 폭이 작고, 절삭 칩 배출성도 문제는 없다.By forming the radial inclination angles?,? And? As intaglio angles, the entire arcuate cutting edge is strengthened, and the cutting resistance of the cutting edge in the cutting process of the hardened material having the hardness of the rockwell of 45 HRC or more is improved. If the radial inclination angle is made intaglio, the cutting resistance of the cutting edge is increased and the cutting chip discharge property is lowered. However, since the amount of cut is smaller than that of the rough machining and the intermediate finish machining in the finishing work of the high hardness workpiece, Small, and there is no problem of chip dischargeability.

-6°≤α≤-0.5°의 조건을 만족시킴으로써, 가장 선단 P 및 그 근방에서의 절삭 저항을 과대하게 하지 않고, 또한 고경도 피삭재로의 식부성을 양호하게 유지하면서, 고경도 피삭재의 마무리 가공에 필요한 절삭 날 강도를 확보할 수 있다. 이에 비해, α>-0.5°의 경우, 가장 선단 P에서의 절삭 날 강도가 불충분하므로, 절삭 날의 결손 등이 일어난다. 또한 α<-6°의 경우, 가장 선단 P 및 그 근방에서의 원호형 절삭 날의 절삭 저항이 과대하게 되어, 절삭 날의 마멸, 절삭 칩의 용착, 피삭재의 가공면 성상의 악화 등의 문제가 생긴다.By satisfying the condition of -6 DEG &le; alpha &le; -0.5 DEG, the cutting resistance at the tip end P and its vicinity is not excessively increased, and the fineness of the workpiece to the hardened workpiece is satisfactorily maintained, The cutting edge strength required for machining can be secured. On the other hand, in the case of?> -0.5, the cutting edge strength at the tip end P is insufficient, so that the cutting edge is defected. In the case of? <-6 ?, the cutting resistance of the arcuate cutting edge at the tip end P and its vicinity becomes excessive, and problems such as wear of the cutting edge, welding of the cutting chips, It happens.

-10°≤β≤-2°의 조건을 만족시킴으로써, 가장 외주점 S에서 고경도 피삭재의 마무리 가공에 필요한 절삭 날 강도를 확보할 수 있다. 이에 비해, β>-2°의 경우, 가장 외주점 S에서의 절삭 날 강도가 불충분하다. 또한 β<-10°의 경우, 가장 외주점 S에서의 절삭 저항이 과대하고, 공구와 피삭재의 사이의 진동의 발생이나 발열이 현저하게 되므로, 피삭재의 가공면 성상이 열화된다.By satisfying the condition of -10 DEG &le; &le; -2 DEG, it is possible to secure the cutting edge strength required for finishing the hardened workpiece at the outermost point S. On the other hand, when?> -2 degrees, the cutting edge strength at the outermost point S is insufficient. In the case of? &Lt; -10, the cutting resistance at the outermost point S is excessive, and the generation of vibration and heat generation between the tool and the workpiece become significant, so that the machined surface characteristics of the workpiece deteriorate.

-6°≤γ≤-0.5°의 조건을 만족시킴으로써, 절삭 날이 피삭재에 처음으로 접촉하는 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서 고경도 피삭재의 마무리 가공에 필요한 절삭 날 강도를 확보할 수 있고, 공구 축심 방향으로 가해지는 추력(thrust force)을 적절하게 제어하고, 특히 고경도재의 마무리 절삭 가공 시에 공구 자세를 안정화할 수 있다. 이에 비해, γ>-0.5°의 경우, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서 고경도 피삭재의 마무리 가공에 필요한 절삭 날 강도를 확보할 수 없다. 또한 γ<-6°의 경우, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 절삭 저항이 과대하고, 고경도 피삭재로의 식부성이 불충분하다.By satisfying the condition of -6 DEG &le; &le; &le; 0.5 DEG, it is possible to secure the cutting edge strength required for finish machining of the workpiece having a high hardness at the most convex point Q in the rotational direction in which the cutting edge first contacts the workpiece. It is possible to appropriately control the thrust force applied in the axial direction and stabilize the tool posture in the finishing cutting process of the hard hardened material. On the other hand, in the case of?> -0.5, the cutting edge strength required for finishing the high hardness workpiece can not be ensured at the most convex point Q in the rotation direction. When? &Lt; -6 DEG, the cutting resistance at the most convex point Q in the rotational direction is excessive, and the machinability to the hardened workpiece is insufficient.

원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각은, 원호형 절삭 날의 가장 선단 P 근방(방사 각도=5°)으로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q의 사이에서 최대이며, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 가장 외주점 S에 걸쳐서 연속적으로 감소한다. 구체적으로는, 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각의 최대값은 방사 각도가 12∼40 °의 사이에 있고, 15∼30 °의 사이에 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 피삭재로의 식부성과 절삭 날 강도의 양호한 밸런스를 얻을 수 있다.The radial inclination angle of the arcuate cutting edge is the maximum between the nearest point P (radial angle = 5 degrees) of the arcuate cutting edge to the most convex point Q in the rotational direction, And decreases continuously over point S. Specifically, the maximum value of the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is preferably in the range of 12 to 40 degrees and in the range of 15 to 30 degrees. With this configuration, it is possible to obtain a good balance of the cutting force and the cutting edge strength to the workpiece.

원호형 절삭 날은 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서 피삭재와 처음으로 접촉하고, 그 후 절삭 날의 회전에 의해, 피삭재와의 접촉 영역은 가장 선단 P측 및 가장 외주점 S측의 양쪽으로 넓어진다. 이에 따라, 선단 P 근방(방사 각도=5°)으로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q의 사이에서 방사 방향 경사각을 최대로 하면, 축 방향 경사각이 마이너스라도 절삭 저항을 저감시킬 수 있다. 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 가장 외주점 S에 걸쳐서 방사 방향 경사각을 연속적으로 감소시키면, 절삭 날의 강도를 충분히 확보할 수 있고, 또한 절삭 저항을 저감할 수 있다.The arcuate cutting edge first contacts the workpiece at the most convex point Q in the rotational direction and then the contact area with the workpiece widens to both the tip end P side and the outermost point S side by rotation of the cutting edge . Accordingly, if the radial inclination angle is maximized between the vicinity of the tip P (radiation angle = 5 DEG) and the most convex point Q in the rotational direction, the cutting resistance can be reduced even if the axial inclination angle is negative. If the radial inclination angle is continuously reduced from the most convex point Q to the outermost point S in the rotational direction, the strength of the cutting edge can be sufficiently secured and the cutting resistance can be reduced.

원호형 절삭 날이 회전 방향 R의 전방에 가장 볼록한 점(회전 방향의 가장 볼록한 점) Q의 위치는, 방사 각도가 30∼47 °의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이로써, 정면에서 볼 때 S자형을 이루는 원호형 절삭 날의 축 방향 경사각이 플러스의 영역을 넓힐 수 있고(마이너스의 영역을 좁힐 수 있고), 절삭 저항이 높아도 원호형 절삭 날의 충분한 강도를 확보할 수 있다. 또한, 축 방향 경사각이 플러스로 되는 영역이 넓어지면, 원호형 절삭 날의 강도를 충분히 확보하면서 절삭 칩의 배출을 양호하게 할 수 있다.It is preferable that the position of the most convex point (the most convex point in the rotational direction) of the arcuate cutting edge in front of the rotational direction R is within the range of 30 to 47 degrees. As a result, the axial inclination angle of the S-shaped arcuate cutting edge viewed from the front can expand the positive area (narrow the negative area) and secure sufficient strength of the arcuate cutting edge even if the cutting resistance is high . Further, if the area in which the axial inclination angle becomes positive is widened, the discharge of cutting chips can be improved while securing the strength of the arcuate cutting edge sufficiently.

원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각은 θ1<θ2[단, θ1은 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 가장 외주점 S까지의 범위 내에서의 방사 방향 경사각이며, θ2는 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 가장 선단 P 근방(방사 각도=5°)까지의 범위 내에서의 방사 방향 경사각]의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 방사 방향 경사각 θ1을 가지는 범위(회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 가장 외주점 S까지의 범위)는 축 방향 경사각이 플러스의 범위에 상당하며, 방사 방향 경사각 θ2를 가지는 범위(회전 방향의 가장 볼록한 점 Q로부터 가장 선단 P 근방까지의 범위)는 축 방향 경사각이 마이너스의 범위에 상당한다. θ1<θ2의 조건을 만족시킴으로써, (a) 축 방향 경사각이 마이너스의 영역에서 절삭 저항을 작게 하고, 절삭 칩이 얇은 경우의 날카로움을 확보할 뿐만 아니라, (b) 절삭 칩이 두꺼운 가장 외주점 S 근방에서의 원호형 절삭 날의 강도를 충분히 확보할 수 있다.Theta] 1 is the radial inclination angle within the range from the most convex point Q to the outermost point S in the rotational direction, and [theta] 2 is the radial inclination angle within the range from the most convex point Q in the rotational direction And the radial inclination angle within a range up to the nearest tip P (radiation angle = 5 DEG)]. As shown in Fig. 10, the range having the radial inclination angle [theta] 1 (the range from the most convex point Q to the outermost point S in the rotational direction) corresponds to a plus range in the axial direction inclination angle, (The range from the most convex point Q in the rotation direction to the vicinity of the tip P) corresponds to a minus range of the axial inclination angle. (a) the cutting resistance is made small in the region where the axial inclination angle is negative, and not only the sharpness when the cutting chip is thin is ensured, (b) the cutting chip has the thickest outermost point S The strength of the arcuate cutting edge in the vicinity can be sufficiently secured.

(2) 축 방향 경사각(2) Axial inclination angle

본 발명의 인서트에서는, 축 방향 경사각도 방사 각도에 따라 변화한다. 한쪽 절삭 날(51d1)에 대하여 도 9에 나타낸 예에서는, 15°, 30°, 45°, 60°및 75°의 방사 각도에서의 축 방향 경사각은 각각 -48.409°, -18.257°, 0°, ＋12.069°및 19.38°이다.In the insert of the present invention, the axial inclination angle also changes according to the radiation angle. 9, the axial inclination angles at the radial angles of 15 °, 30 °, 45 °, 60 ° and 75 ° are -48.409 °, -18.257 °, 0 °, +12.069 DEG and 19.38 DEG.

원호형 절삭 날 상의 축 방향 경사각은, 가장 선단 P로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q의 직전까지의 범위 내에서는 마이너스이며, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서는 0이며, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q를 넘어 가장 외주점 S까지의 범위 내에서는 플러스인 것이 바람직하다. 가장 선단 P로부터 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q까지의 범위에서는, 마이너스의 축 방향 경사각은 점차 플러스 방향으로 증가하고, 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q를 넘어 가장 외주점 S까지의 범위는, 플러스의 축 방향 경사각은 점차 증가한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 가장 선단 P 근방에서의 축 방향 경사각은 -70°∼-80° 정도가 바람직하고, 가장 외주점 S에서의 축 방향 경사각은 ＋20°정도가 바람직하다.The axial inclination angle on the arc-shaped cutting edge is minus within the range from the tip P to just before the most convex point Q in the rotational direction, is 0 at the most convex point Q in the rotational direction, and the most convex point Q in the rotational direction is And it is preferable that it is positive within the range beyond the outermost peripheral point S. In the range from the tip end P to the most convex point Q in the rotational direction, the minus axial inclination angle gradually increases in the positive direction, and the range beyond the most convex point Q in the rotational direction to the outermost point S is the plus axis The direction inclination angle gradually increases. 10, the axial inclination angle in the vicinity of the tip end P is preferably about -70 ° to -80 °, and the axial inclination angle at the outermost point S is preferably about +20 °.

가장 외주점 S의 축 방향 경사각을 ＋20°정도로 함으로써, 절삭 칩은 공구 회전 궤적의 접선과 수직인 방향으로 방출되고, 절삭 칩 배출성이 양호해진다. 이에 비해, 가장 외주점 S 근방에서의 축 방향 경사각이 ＋20°보다 작으면 절삭 칩의 배출성이 저하되고, ＋20°보다 크면 절삭 날이 지나치게 얇아져, 강성(剛性)을 확보할 수 없다.By setting the axial inclination angle of the outermost point S to be about +20 DEG, the cutting chip is discharged in a direction perpendicular to the tangent line of the tool rotation locus, and the cutting chip discharging property is improved. On the other hand, if the axial inclination angle in the vicinity of the outermost peripheral point S is less than +20 DEG, the dischargeability of the cutting chip is lowered. If the axial inclination angle is larger than +20 DEG, the cutting edge becomes too thin and rigidity can not be ensured.

가장 선단 P 근방의 축 방향 경사각을 -70°∼-80° 정도로 함으로써, 피삭재의 절삭 가공 시의 응력은 회전축선 L 방향의 엔드밀 본체(2) 측에 작용하므로, 절삭 칩의 배출을 곤란하게 하지 않고, 엔드밀 본체(2)의 굴곡을 저감할 수 있다.The stress at the time of cutting the workpiece acts on the end mill body 2 side in the direction of the axis of rotation L by making the axial inclination angle in the vicinity of the tip end P about -70 DEG to -80 DEG, The bending of the end mill body 2 can be reduced.

원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각 및 축 방향 경사각은 비접촉식 3차원 디지타이저(digitizer) 등을 사용하여 측정한다. 또한, 방사 방향 경사각 및 축 방향 경사각에 대한 상기 설명은 어느 원호형 절삭 날(51d1, 51d2)에도 해당된다.The radial inclination angle and the axial inclination angle of the arcuate cutting edge are measured using a non-contact type three-dimensional digitizer or the like. The above description of the radial inclination angle and the axial inclination angle also applies to any arcuate cutting edge 51d1, 51d2.

(B) 그 외의 조건(B) Other conditions

도 11에 나타낸 바와 같이, 원호형 절삭 날(51d1)의 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q와 외주 절삭 날(51k1)의 후단점 R을 연결하는 선분 N이 회전축선 L1과 교차하는 각도 δ1은, 원호형 절삭 날(51d1)의 가장 외주점 S와 외주 절삭 날(51k1)의 후단점 R을 연결하는 선분 H가 회전축선 L1과 평행한 직선 L2와 교차하는 각도δ2보다 작은 것이 바람직하다. 즉, δ1<δ2인 것이 바람직하다. 이로써, 원호형 절삭 날(51d1)과 피삭재와의 접촉 시의 충격을 완화하고, 절삭 날의 내결손성 및 내치핑성을 높일 수 있다. 반대로, δ1≥δ2이면, 원호형 절삭 날(51d1)과 피삭재와의 접촉 시의 충격이 커지고, 원호형 절삭 날(51d1)의 내결손성 및 내치핑성이 저하된다.11, the angle? 1 at which the line segment N connecting the most convex point Q in the rotational direction of the circular arc cutting edge 51d1 and the rear point R of the outer peripheral cutting edge 51k1 intersects with the rotation axis L1 is expressed by a circle It is preferable that the line segment H connecting the outermost point S of the arcuate cutting edge 51d1 and the rear point R of the outer edge 51k1 intersects the straight line L2 parallel to the rotation axis L1. That is, it is preferable that? 1 <? 2. As a result, the impact at the time of contact between the circular arc cutting edge 51d1 and the workpiece can be alleviated, and the chipping resistance and chipping resistance of the cutting edge can be improved. On the contrary, when delta 1? Delta 2, the impact at the time of contact between the arcuate cutting edge 51d1 and the workpiece becomes large, and the resistance to chipping and the chipping resistance of the arcuate cutting edge 51d1 deteriorate.

선분 N의 경사각 δ1은 15∼30 °의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 이로써, 절삭 가공 시의 절삭 칩을 공구 외측에서 또한 피삭재 가공면의 경사방향 상방으로 배출하고(인서트 절삭 날로부터의 양호한 절삭 칩 이격성을 확보하고), 절삭 칩이 절삭 날과 피삭재의 간극에 들어가는 것을 회피할 수 있을 뿐만 아니라, 절삭 저항 및 그 진폭을 저감시킬 수 있다. 즉, 절삭 날이 양호한 절삭 배출성에 의해 절삭 저항을 저감시키고, 또한 절삭 저항의 진폭의 저감화에 의해 공구의 진동을 억제하고, 피삭재 가공면의 면 거칠기를 향상시킬 수 있다.The inclination angle? 1 of the line segment N preferably satisfies the condition of 15 to 30 degrees. As a result, the cutting chip at the time of cutting is discharged outside the tool and further in the oblique direction of the workpiece machining surface (securing a good chip separation from the insert cutting edge), and the cutting chip enters the gap between the cutting edge and the workpiece So that the cutting resistance and the amplitude thereof can be reduced. That is, the cutting resistance can be reduced by the good cutting-off performance of the cutting edge, the vibration of the tool can be suppressed by reducing the amplitude of the cutting resistance, and the surface roughness of the machined surface of the workpiece can be improved.

선분 N의 경사각 δ1이 15°미만에서는, 절삭 칩의 배출 방향이 공구의 회전 궤적의 접선 방향과 거의 중첩되고, 공구가 절삭 칩을 뒤쫓듯이 진행하므로, 절삭 칩이 절삭 날과 피삭재와의 간극에 물리는 문제점이 생긴다. 이 문제점은, 특히 등고선 가공에서의 코너부 가공 시에 나타난다. 한편, 선분 N의 경사각 δ1이 30°를 넘으면, 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날을 충분히 길게 할 수 없을 뿐만 아니라, 외주 절삭 날의 두께가 얇아져, 절삭 날의 강도가 저하된다. 또한, 절삭 저항의 진폭이 커져서 절삭시에 공구와 피삭재의 사이에 진동이 발생하고, 피삭재의 면 거칠기가 열화된다. δ1은 20∼30 °가 더욱 바람직하다.If the inclination angle? 1 of the line segment N is less than 15, the discharge direction of the cutting chip almost overlaps with the tangential direction of the rotation locus of the tool, and the tool proceeds like following the cutting chip, There is a problem. This problem appears particularly at the time of machining a corner portion in contour machining. On the other hand, if the inclination angle? 1 of the line segment N exceeds 30 占 the outer circumferential cutting edge having a twisted shape can not be made sufficiently long, the thickness of the outer circumferential cutting edge is thinned, and the strength of the cutting edge is lowered. Further, the amplitude of the cutting resistance becomes large, so that vibration occurs between the tool and the workpiece during cutting, and the surface roughness of the workpiece deteriorates. and delta 1 is more preferably 20 to 30 DEG.

절삭 날의 재연마 횟수를 많이 하기 위하여, 외주 절삭 날(51k1)(선분 H)의 길이 F(㎜)는 0.2T≤F≤0.5T의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. F가 0.2T 미만이면, 외주 절삭 날(51k1)이 지나치게 짧아서, 재연마 횟수가 적다. 한편, F가 0.5T 초과하면, 외주 절삭 날(51k1)이 필요 이상으로 지나치게 길어서, 절삭 저항이 급격하게 상승하고, 절삭 가공 시의 공구와 피삭재 사이의 진동의 발생을 유발한다.It is preferable that the length F (mm) of the outer peripheral cutting edge 51k1 (line segment H) satisfies the condition of 0.2T? F? 0.5T, in order to increase the number of times of performing the cutting edge. If F is less than 0.2T, the outer cutting edge 51k1 is excessively short, and the number of times of re-firing is small. On the other hand, if F exceeds 0.5T, the outer peripheral cutting edge 51k1 is excessively longer than necessary, so that the cutting resistance sharply rises, causing the generation of vibration between the tool and the workpiece at the time of cutting.

가장 외주점 S에서의 인서트(5)의 두께 T_S(㎜)는 0.4T≤T_S<0.5T의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. T_S가 0.4T 미만이면 절삭 날의 강성이 지나치게 낮다. 한편, T_S가 0.5T 이상이면, 절삭 날의 절삭 저항 및 그 진폭이 지나치게 커서, 절삭시의 공구 진동이 커질 우려가 있다. T_S는 0.45T∼0.49T가 더욱 바람직하다.The thickness T _S (㎜) of the insert (5) at the peripheral point S, it is preferable to satisfy the condition of 0.4T≤T _S <0.5T. If T _S is less than 0.4 T, the rigidity of the cutting edge is too low. On the other hand, if T _S is 0.5 T or more, the cutting resistance and the amplitude of the cutting edge are excessively large, which may increase the vibration of the tool at the time of cutting. T _S is more preferably 0.45 T to 0.49 T.

이와 같은 형상의 인서트(5)는, 예를 들면, 탄화 텅스텐(WC)과 코발트(Co)를 포함하는 초경합금(超硬合金)에 의해 형성할 수 있다.The insert 5 having such a shape can be formed of, for example, a cemented carbide containing tungsten carbide (WC) and cobalt (Co).

[3] 인서트의 제조 방법[3] Manufacturing method of insert

WC기 초경합금제(超硬合金製)의 인서트(5)는, 예를 들면, 하기의 수순에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 탄화 텅스텐 분말과 코발트 분말과, 필요에 따라 첨가물을 부가한 혼합물로 이루어지는 조립(造粒) 가루를, 분말 성형법 등에 의해 성형한다. 성형시에 나사 삽통공도 형성한다. 성형체는 20∼30 %의 소결 수축 분만큼 크게 제조한다. 성형체를 약 1300∼1400 ℃에서 소결한다.The insert 5 of the WC-based cemented carbide (carbide alloy) can be produced, for example, by the following procedure. First, a granulated powder consisting of a tungsten carbide powder, a cobalt powder, and a mixture with additives as required is formed by a powder molding method or the like. A screw hole is also formed during molding. The formed body is made as large as the sintering shrinkage of 20 to 30%. The formed body is sintered at about 1300 to 1400 占 폚.

얻어진 소결체에 NC 제어에 의한 3차원 연마 가공을 행하고, 원호형 절삭 날(51d1, 51d2), 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날(51k1, 51k2), 경사 바닥면(52b1, 52b2)을 형성한다. 원호형 절삭 날에 방사 방향 경사각 및 축 방향 경사각을 형성하기 위해서는, 얇은 원판형의 다이아몬드 회전 숫돌(grindstone) 등을 사용한 NC 제어 가공을 행한다.The obtained sintered body is subjected to three-dimensional grinding by NC control to form the arcuate cutting edges 51d1 and 51d2, the outer peripheral cutting edges 51k1 and 51k2 having the twisted shape, and the inclined bottom faces 52b1 and 52b2. In order to form the radial direction inclination angle and the axial direction inclination angle in the circular cutting edge, NC control processing is performed using a diamond disk-shaped diamond turning grindstone or the like.

얻어진 인서트(5)의 나사 삽통공을 제외한 표면에 내마모성 및 내열성을 부여하는 피막을 PVD법에 의해 형성한다. 피막은, 예를 들면, Ti-Al계 질화물, Ti-Si계 질화물, Ti-B계 질화물 등으로 이루어진다.A coating for imparting abrasion resistance and heat resistance to the surface of the obtained insert 5 excluding the screw insertion hole is formed by the PVD method. The coating film is made of, for example, a Ti-Al-based nitride, a Ti-Si-based nitride, a Ti-B-based nitride or the like.

엔드밀 본체(2)에도 상기와 같은 피막을 형성함으로써, 날끝 교환식 볼 엔드밀을 장수명화한다. 특히 절삭 칩과의 마찰 저항을 저감시키기 위하여, 엔드밀 본체(2)의 표면에 내마모성뿐만 아니라 윤활성도 가지는 Ti-B계 질화물을 형성하는 것이 바람직하다.By forming the coating on the end mill body 2 as described above, the ball-end exchange type ball end mill is made long-lived. It is preferable to form a Ti-B-based nitride having wear resistance as well as lubricity on the surface of the end mill body 2 in order to reduce frictional resistance with the cutting chip.

[4] 날끝 교환식의 볼 엔드밀[4] ball end mills, interchangeable

도 12, 도 13 및 도 14는, 엔드밀 본체(2)의 슬릿(8)에 인서트(5)를 클램프 나사(6)로 고정한 날끝 교환식 볼 엔드밀(1)을 나타낸다. 슬릿(8)에 인서트(5)를 클램프 나사(6)로 고정하면, 인서트(5)의 양 측면(51a1, 51a2)이 슬릿(8)의 양 내면(8a, 8b)에 밀착하고, 인서트(5)의 경사 바닥면(52b1, 52b2)이 슬릿(8)의 바닥면(8c)과 밀착되므로, 인서트(5)는 고정밀도로 위치 결정된다.Figs. 12, 13 and 14 show an interchangeable ball-end mill 1 in which an insert 5 is fixed to a slit 8 of an end mill body 2 with a clamp screw 6. Fig. When the insert 5 is fixed to the slit 8 by the clamping screw 6, both sides 51a1 and 51a2 of the insert 5 come into close contact with both inner surfaces 8a and 8b of the slit 8, The inclined bottom surfaces 52b1 and 52b2 of the slits 5 are in close contact with the bottom surface 8c of the slit 8 so that the insert 5 is positioned with high precision.

인서트(5)의 가장 선단 P는 회전축선 L을 따라 슬릿(8)으로부터 약간 돌출하고, 또한 한 쌍의 원호형 절삭 날(51d1, 51d2) 및 한 쌍의 외주 절삭 날(51k1, 51k2)로 이루어지는 절삭 날, 및 제1 및 제2 여유면(51b1, 51b2, 51c1, 51c2)도 슬릿(8)으로부터 약간 돌출한다. 인서트(5)의 두께 T(㎜)는, 엔드밀의 외경 D(㎜)에 대하여, 0.2D∼0.5D의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 이로써, 원호형 절삭 날의 강도를 충분히 확보하면서 날 깊이를 충분히 깊게 할 수 있다. 한 쌍의 절삭 날을 가지는 1개의 인서트(5)를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀(1)은, 2장 날의 볼 엔드밀에 상당한다.The tip end P of the insert 5 protrudes slightly from the slit 8 along the axis of rotation L and is formed of a pair of arcuate cutting blades 51d1 and 51d2 and a pair of outer cutting blades 51k1 and 51k2 The cutting edge, and the first and second clearance surfaces 51b1, 51b2, 51c1, and 51c2 also protrude slightly from the slit 8. The thickness T (mm) of the insert 5 preferably satisfies the condition of 0.2D to 0.5D with respect to the outer diameter D (mm) of the end mill. Thereby, it is possible to sufficiently deepen the blade depth while sufficiently securing the strength of the arcuate cutting edge. The interchangeable ball-end mill 1 equipped with one insert 5 having a pair of cutting edges corresponds to a two-blade ball end mill.

[5] 솔리드형(solid type) 볼 엔드밀[5] solid type ball end mill

본 발명은 날끝 교환식 볼 엔드밀로 한정되지 않고, 일체적인(솔리드형) 볼 엔드밀에도 적용할 수 있다. 솔리드형 볼 엔드밀은, 기본적으로 인서트가 엔드밀 선단부와 일체적인 점 이외에는, 날끝 교환식 볼 엔드밀과 상이한 점은 없다. 단, 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각 및 축 방향 경사각에 대하여, 솔리드형 볼 엔드밀은 상기한 특징을 구비하는 것이 바람직하다.The present invention is not limited to a ballpoint exchange type ball end mill, but can be applied to an integral (solid type) ball end mill. The solid ball end mill is basically different from the blade end interchangeable ball end mill except that the insert is integrally formed with the end mill end portion. However, with respect to the radial inclination angle and the axial inclination angle of the arc-shaped cutting edge, the solid ball end mill preferably has the above-described characteristics.

본 발명을 이하의 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in further detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

날끝 직경 30 ㎜, 생크 직경 32 ㎜, 전체 길이 250 ㎜, 및 헤드부 아래의 길이 180 ㎜의 생크 타입의 엔드밀 본체의 선단부의 슬릿에 장착하는 초경합금제 인서트로서, 7.2 ㎜의 두께 T를 가지고, 반경 15 ㎜의 원호형 절삭 날 및 길이 3.0 ㎜의 비틀림 형상을 가지는 외주 절삭 날을 가지고, 도 5 및 도 6에 나타낸 외형을 가지는 3종류의 인서트 1∼3을 제작하였다. 각 인서트에 대하여, 각각의 방사 각도에서의 원호형 절삭 날의 방사 방향 경사각 및 축 방향 경사각을 비접촉식 3차원 디지타이저(digitizer)에 의해 측정하였다. 각각의 방사 각도에서의 방사 방향 경사각 및 축 방향 경사각을 표 1에 나타내었다. 인서트 1∼3의 가장 외주점 S(방사 각도 90°)에서의 방사 방향 경사각은 각각 0°, ＋3.0°및 ＋6.0°로 하였다.A cemented carbide insert having a thickness T of 7.2 mm and mounted on a slit at the tip of a shank type end mill body having a blade tip diameter of 30 mm, a shank diameter of 32 mm, a total length of 250 mm, and a length of 180 mm below the head, Three types of inserts 1 to 3 having outer shapes shown in Figs. 5 and 6 were manufactured, each having an arc-shaped cutting edge with a radius of 15 mm and an outer peripheral cutting edge with a torsional shape of 3.0 mm in length. For each insert, the radial and axial tilt angles of the arcuate cutting edges at respective radial angles were measured by a non-contact three-dimensional digitizer. Table 1 shows the radial inclination angle and the axial inclination angle at each radiation angle. The radial inclination angles at the outermost points S (radial angles 90 degrees) of the inserts 1 to 3 were 0 deg., + 3.0 deg. And + 6.0 deg., Respectively.

구형 흑연 주철(FCD700)의 피삭재의 경사각 85°의 벽면을 절삭 가공하기 위하여, 엔드밀 본체에 장착한 인서트의 원호형 절삭 날의 가장 외주점 S 근방의 절삭 날을 사용하도록, 머시닝 센터를 제어하였다.The machining center was controlled so as to use a cutting edge near the outermost point S of the arcuate cutting edge of the insert mounted on the end mill body in order to cut the wall surface of the oblique angle 85 deg. Of the workpiece of the spherical graphite cast iron (FCD 700) .

[표 1-1][Table 1-1]

[표 1-2][Table 1-2]

피삭재의 절삭 조건은 하기와 같다.The cutting conditions of the workpiece are as follows.

가공 방법: 건식 절삭(에어 블로우)Processing method: dry cutting (air blow)

절삭 속도(Vc): 754 m/분Cutting speed (Vc): 754 m / min

회전수: 8000 rpmNumber of revolutions: 8000 rpm

이송 속도(Vf): 7500 ㎜/분Feeding speed (Vf): 7500 mm / min

1날당의 이송량(fz): 0.47 ㎜/toothFeed per tooth (fz): 0.47 mm / tooth

직경 방향 절입량 ae: 0.15 ㎜ 및 0.3 ㎜의 2가지Diameter infeed amount ae: 0.15 mm and 0.3 mm

피크 피드(pf): 0.5 ㎜Peak feed (pf): 0.5 mm

공구 돌출량(OH): 180 ㎜Tool protrusion (OH): 180 mm

직경 방향 절입량 ae가 0.15 ㎜ 및 0.3 ㎜인 경우의 절삭 가공면의 표면 거칠기 Ry를 도 15의 광학 현미경 사진(18배)에 나타낸다. 그리고, 도 15는 피삭재의 벽면의 가공 거리가 5 m에 도달했을 때의 표면 거칠기 Ry를 나타낸다. The surface roughness Ry of the cut surface in the case where the radial infeed amount ae is 0.15 mm and 0.3 mm is shown in an optical microscope photograph (18 times) in Fig. 15 shows the surface roughness Ry when the working distance of the wall surface of the work material reaches 5 m.

도 15로부터 밝혀진 바와 같이, 일반적으로 자동차 외판 성형용 금형의 마무리 가공면의 표면 거칠기 Ry의 목표는 10㎛ 이하이지만, 직경 방향 절입량 ae가 0.15 ㎜ 및 0.3 ㎜인 절삭 가공에 의해 목표 이하의 표면 거칠기 Ry가 달성되었다. 또한, 직경 방향 절입량 ae가 0.15 ㎜ 쪽이 가공면의 표면 거칠기는 양호했다.As can be seen from Fig. 15, the target surface roughness Ry of the finished surface of the mold for forming the automobile sheathing is generally 10 mu m or less, but the cutting depth of the radial infeed amount ae is 0.15 mm and 0.3 mm, The roughness Ry was achieved. In addition, the surface roughness of the machined surface was satisfactory when the radial infeed amount ae was 0.15 mm.

방사 방향 경사각 β를 ＋3.0°로 설정한 인서트 2를 장착한 날끝 교환식 볼 엔드밀에 의한 가공면의 표면 거칠기 Ry는, 직경 방향 절입량 ae를 0.3 ㎜으로 한 절삭 가공에서는 4.3㎛, 직경 방향 절입량 ae를 0.3 ㎜으로 한 절삭 가공에서는 4.4㎛이며, 다른 인서트 1 및 3을 사용한 경우보다 작았다. 이러한 사실로부터, 자동차 외판 성형용 금형을 상정한 FCD700으로 이루어지는 피삭재의 경사 벽면의 마무리 절삭 가공에서는, 방사 방향 경사각 β를 3° 정도로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.The surface roughness Ry of the machined surface by the interchangeable ball-end mill equipped with the insert 2 with the radial direction tilt angle? Set at +3.0 degrees was 4.3 m in the cutting process with the radial depth ae of 0.3 mm, In the case of cutting 0.3 ㎜ in cutting depth ae, it is 4.4 ㎛, which is smaller than that of other inserts 1 and 3. From these facts, it can be said that, in the finishing cutting processing of the inclined wall surface of the workpiece made of the FCD 700 assuming the mold for molding the automobile sheathing, it is preferable to set the radial direction inclination angle? To about 3 degrees.

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일한 엔드밀 본체에, 방사 각도가 5°, 30°, 45°, 60°, 85°및 90°에서의 방사 방향 경사각이 각각 ＋1.0°, ＋1.5°, ＋1.0°, 0°, -2.5°및 -3.0°인 점 이외에는 실시예 1과 동일한 인서트를 장착하고, 록웰 경도가 60 HRC의 SKD11로 이루어지는 경질 피삭재의 경사각 85°의 벽면을 하기의 조건 하에서 절삭 가공하였다. 얻어진 가공면의 표면 거칠기 Ry는 2∼3 ㎛이며, 경질의 피삭재에서도 높은 마무리 정밀도로 절삭 가공할 수 있는 것을 알 수 있었다.The radial inclination angles at the radial angles of 5 °, 30 °, 45 °, 60 °, 85 °, and 90 ° were + 1.0 °, +1.5 °, +1.0 Except that the inserts were the same as those in Example 1 except that the inserts were made of SKD11 having a hardness of 60 HRC and a wall surface of an 85 degree inclined angle of the hard workpiece was cut under the following conditions . It was found that the surface roughness Ry of the obtained machined surface is 2 to 3 占 퐉 and that even a hard workpiece can be machined with high finishing accuracy.

절삭 속도(Vc): 400 m/분Cutting speed (Vc): 400 m / min

회전수: 4244 rpmNumber of revolutions: 4244 rpm

이송 속도(Vf): 2550 ㎜/분Feeding speed (Vf): 2550 mm / min

1날당의 이송량(fz): 0.3 ㎜/toothFeed per tooth (fz): 0.3 mm / tooth

직경 방향 절입량 ae: 0.1 ㎜Diameter infeed amount ae: 0.1 mm

피크 피드(pf): 0.3 ㎜Peak feed (pf): 0.3 mm

공구 돌출량(OH): 120 ㎜Tool protrusion (OH): 120 mm

실시예 3Example 3

실시예 1과 동일한 엔드밀 본체에, 방사 각도가 5°, 30°, 45°, 60°, 85°및 90°에서의 방사 방향 경사각이 각각 -2.5°, -2.0°, -2.5°, -3.5°, -6.0°및 -6.5°인 점 이외에는 실시예 1과 동일한 인서트를 장착하고, 록웰 경도가 60 HRC의 SKD11로 이루어지는 경질 피삭재의 경사각 85°의 벽면을 하기의 조건 하에서 절삭 가공하였다. 얻어진 가공면의 표면 거칠기 Ry는 2∼3 ㎛이며, 경질의 피삭재에서도 높은 마무리 정밀도로 절삭 가공할 수 있는 것을 알 수 있었다.The radial inclination angles at the radiation angles of 5 °, 30 °, 45 °, 60 °, 85 °, and 90 ° were -2.5 °, -2.0 °, -2.5 °, 3.5 DEG, -6.0 DEG and -6.5 DEG, and the wall surface of the hard workpiece made of SKD11 having a hardness of 60 HRC of Rockwell hardness at an inclination angle of 85 DEG was cut under the following conditions. It was found that the surface roughness Ry of the obtained machined surface is 2 to 3 占 퐉 and that even a hard workpiece can be machined with high finishing accuracy.

절삭 속도(Vc): 400 m/분Cutting speed (Vc): 400 m / min

회전수: 4244 rpmNumber of revolutions: 4244 rpm

이송 속도(Vf): 2550 ㎜/분Feeding speed (Vf): 2550 mm / min

1날당의 이송량(fz): 0.3 ㎜/toothFeed per tooth (fz): 0.3 mm / tooth

직경 방향 절입량 ae: 0.1 ㎜Diameter infeed amount ae: 0.1 mm

피크 피드(pf): 0.3 ㎜Peak feed (pf): 0.3 mm

공구 돌출량(OH): 120 ㎜Tool protrusion (OH): 120 mm

실시예 4, 및 비교예 1 및 2Example 4, and Comparative Examples 1 and 2

표 2에 나타낸 파라미터로 한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 형상의 초경합금제 인서트를 제조하였다.A cemented carbide insert having the same shape as in Example 1 except for one point shown in Table 2 was produced.

[표 2][Table 2]

주: (1) 원호형 절삭 날의 반경.Note: (1) Radius of circular cutting edge.

(2) 인서트의 두께. (2) Thickness of the insert.

(3) 회전 방향의 가장 볼록한 점 Q에서의 방사 각도. (3) Radial angle at the most convex point Q in the direction of rotation.

실시예 4, 및 비교예 1 및 2의 각각의 인서트를, 날끝 직경 30 ㎜, 생크 직경 32 ㎜, 전체 길이 220 ㎜, 및 헤드부 아래의 길이 120 ㎜의 생크 타입의 엔드밀 본체의 선단부의 슬릿에 장착하여, 날끝 교환식 볼 엔드밀을 얻었다. 각각의 날끝 교환식 볼 엔드밀을 밀링 머신의 주축에 장착하고, 하기 절삭 조건 하에서 편삭(片削) 가공을 행하고, 절삭 저항의 동적 변화를 절삭 동력계[키슬러사(Kistler) 제조]에 의해 측정하였다. 절삭 저항 및 절삭 칩의 형상을 표 3에 나타내고, 절삭 저항의 동적 변화를, X축, Y축 및 Z 축 방향의 절삭 저항의 분력으로서, 각각 도 16∼도 18에 나타낸다. 도면 중 Y축은 공구의 이송 방향이며, X축은 Y 축에 대하여 직교하는 방향(회전의 접선 방향)이며, Z축은 회전축선 방향이다.Each of the inserts of Example 4 and Comparative Examples 1 and 2 was inserted into a slit at the tip end portion of a shank type end mill body having a blade diameter of 30 mm, a shank diameter of 32 mm, a total length of 220 mm and a length of 120 mm below the head, To obtain a ball-exchangeable ball-end mill. Each blade interchangeable ball end mill was mounted on the main shaft of the milling machine and subjected to a cutting operation under the following cutting conditions and the dynamic change of the cutting resistance was measured by a cutting dynamometer (manufactured by Kistler) . The cutting resistance and the shape of the cutting chip are shown in Table 3, and the dynamic changes of the cutting resistance are shown in Figs. 16 to 18 as the components of the cutting resistance in the X axis, Y axis and Z axis directions, respectively. In the drawings, the Y axis is the tool feed direction, the X axis is the direction orthogonal to the Y axis (tangential direction of rotation), and the Z axis is the direction of the axis of rotation.

피삭재: S50C(경도, 220 HB)Workpiece: S50C (Hardness, 220 HB)

가공 방법: 건식 편삭 가공(에어 블로우)Processing method: Dry cutting (air blow)

절삭 속도(Vc): 200 m/분Cutting speed (Vc): 200 m / min

회전수: 2122 rpmRevolutions: 2122 rpm

이송 속도(Vf): 849 ㎜/분Feeding speed (Vf): 849 mm / min

1날당의 이송량(fz): 0.2 ㎜Feed per day (fz): 0.2 mm

직경 방향 절입량 ae: 0.5 ㎜Diameter infeed amount ae: 0.5 mm

절입량: 15 ㎜Depth of penetration: 15 mm

공구 돌출량(OH): 180 ㎜Tool protrusion (OH): 180 mm

[표 3][Table 3]

절삭 저항의 동적 변화는, 실시예 4가 비교예 1 및 2보다 작았다. 특히, 실시예 4에서의 X 축 방향의 절삭 저항(100 kgf)은 목표를 만족시켰다. 실시예 4의 절삭 저항은 비교예 2의 절삭 저항(250 kgf) 보다 60% 낮았다.The dynamic change of the cutting resistance was smaller than that of Comparative Examples 1 and 2 in Example 4. In particular, the cutting resistance (100 kgf) in the X-axis direction in Example 4 satisfied the target. The cutting resistance of Example 4 was 60% lower than that of Comparative Example 2 (250 kgf).

도 19∼도 21은, 실시예 4, 및 비교예 1 및 2의 절삭 가공에 의해 배출된 절삭 칩을 나타낸다. 실시예 4에서의 절삭 칩은 비교예 1 및 2에서의 절삭 칩보다 비틀려 있다. 이는, 원호형 절삭 날의 축 방향 경사각(axial rake)이 플러스인 영역이 넓은 것과, 또한 비틀림각이 큰 것에 의한 것이다. 또한, 절삭 칩 형상으로부터 절삭 칩 생성 방향이 가공면의 경사 방향 상방인 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 4에서는 절삭 칩이 절삭 날과 피삭재의 간극에 물리는 문제점이 방지된다. 한편, 비교예 1 및 2의 인서트에서는 절삭 칩은 절삭 날과 피삭재의 간극 물려 들어갔다.Figs. 19 to 21 show cutting chips discharged by the cutting process of Example 4 and Comparative Examples 1 and 2. Fig. The cutting chips in Example 4 are twisted more than the cutting chips in Comparative Examples 1 and 2. This is because the region where the axial rake of the circular arc cutting edge is positive is wide and the twist angle is large. In addition, it can be seen that the cutting chip generating direction from the shape of the cutting chip is the upper side in the oblique direction of the processing surface. That is, in the fourth embodiment, the problem of the cutting chip being stuck on the gap between the cutting edge and the workpiece is prevented. On the other hand, in the inserts of Comparative Examples 1 and 2, the cutting chips passed through the gap between the cutting edge and the workpiece.

Claims

An arc-shaped cutting edge curved in an S-shape when viewed from the front and extending from the tip end to the outermost peripheral point (outer peripheral point) at the tip end portion of the end mill body;
An outer cutting edge having a twisted shape that is smoothly connected to the arcuate cutting edge; And
Shaped rake face in the forward rotational direction of the arcuate cutting edge,
Wherein the ball end mill comprises:
Wherein a rake angle in a radial direction of the arcuate cutting edge is β <α≤γ wherein α is a radial inclination angle at 5 ° and β is a radial direction at a radial angle of 90 ° And? Is a radial inclination angle at the most convex point in the rotational direction of the arcuate cutting edge)
Wherein a maximum value of the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is within a range of an irradiation angle of 12 to 40 degrees from the most distal end to the most convex point of the rotational direction,
Wherein the radial inclination angle changes along the smooth curve gradually decreasing from the maximum value to the outermost point via the most convex point in the rotational direction.

The method according to claim 1,
And the radial direction tilt angle? Is a positive angle (positive angle).

The method according to claim 1,
Wherein the radial inclination angle beta is a positive angle equal to or larger than 0 DEG.

The method according to claim 1,
Wherein a difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is 2 to 6 占 and a difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is 0 to 2 占 and the radial direction tilt angle? and the difference between the maximum value of the radial direction tilt angle and the radial direction tilt angle is 0.1 to 1.0 °.

The method according to claim 1,
Wherein a maximum value of the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is within a range of an emission angle of 15 to 30 degrees.

The method according to claim 1,
And wherein the ball-end mill has a convex point in the rotational direction of the arcuate cutting edge at a position where the radiation angle is 30 to 47 degrees.

The method according to claim 1,
Wherein the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is θ1 <θ2 (where θ1 is the radial inclination angle in the range from the most convex point to the most outer circumferential point in the rotational direction, and θ2 is the most convex point The radial inclination angle within a range from the leading end to the leading end).

8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the axial inclination angle of the arcuate cutting edge is negative within a range from the most distal end to the most convex point in the rotational direction and is within a range from the most convex point to the most circumferential point in the rotational direction, , Ball end mill.

An arcuate cutting edge curved in an S-shape when viewed from the front and extending from the tip to the outermost point;
An outer cutting edge having a twisted shape that is smoothly connected to the arcuate cutting edge; And
A convex surface inclined surface in front of the rotational direction of the arcuate cutting edge
The insert comprising:
Wherein the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is? <??? Where? Is a radial direction inclination angle at 5 degrees,? Is a radial direction inclination angle at 90 degrees, The radial inclination angle at the most convex point in the rotational direction of the arc-shaped cutting edge)
Wherein a maximum value of the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is within a range of an irradiation angle of 12 to 40 degrees from the most distal end to the most convex point of the rotational direction,
Wherein the radial inclination angle changes along a smooth curve gradually decreasing from the maximum value to the outermost point via the most convex point in the rotational direction.

10. The method of claim 9,
Wherein the radial inclination angle? Is a positive angle.

10. The method of claim 9,
Wherein the radial inclination angle beta is a positive angle of 0 DEG or more.

10. The method of claim 9,
Wherein a difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is 2 to 6 占 and a difference between the radial direction tilt angle? And the radial direction tilt angle? Is 0 to 2 占 and the radial direction tilt angle? and the difference between the maximum value of the radial direction tilt angle and the radial direction tilt angle is 0.1 to 1.0 °.

10. The method of claim 9,
Wherein the maximum value of the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is in the range of 15 to 30 degrees of radial angle.

10. The method of claim 9,
Wherein the arcuate cutting edge has the most convex point in the rotational direction at a position where the radial angle is 30 to 47 degrees.

10. The method of claim 9,
Wherein the radial inclination angle of the arcuate cutting edge is θ1 <θ2 (where θ1 is the radial inclination angle in the range from the most convex point to the most outer circumferential point in the rotational direction, and θ2 is the most convex point The radial inclination angle in the range from the leading end to the distal end).

10. The method of claim 9,
Wherein the axial inclination angle of the arcuate cutting edge is negative within a range from the most distal end to the most convex point in the rotational direction and is within a range from the most convex point to the most circumferential point in the rotational direction, , insert.

10. The method of claim 9,
The insert has a thickness T of _S (㎜) of the insert in the most peripheral point S satisfies the condition of 0.4T≤T _S <0.5T with respect to the plate thickness T (㎜) portion of the insert.

10. The method of claim 9,
Wherein an intersection angle? 1 between a line connecting the rear end point (R) of the outer peripheral cutting edge to the most convex point Q in the rotation direction and the rotation axis is 15 to 30 degrees, and the outermost point S and the back end point And an intersection angle? 2 between the line connecting the R and the axis of rotation.

19. The method according to any one of claims 9 to 18,
Wherein the outer circumferential cutting edge has a length of 0.2T to 0.5T (where T is the thickness (mm) of the flat plate portion of the insert).

9. The ball-and-socket type ball-end mill according to claim 9, wherein the insert is fixed to a slit formed in a hemispherical tip of the end mill body.